guide isolin oct2010 web (1)

ISOLATION THERMIQUE PAR LINTERIEUR DES MURS EXISTANTS EN BRIQUES PLEINES

GUIDE DAIDE A LA CONCEPTION

Ce guide a t ralis par la cellule de recherche Architecture et Climat, dans le cadre de la recherche ISOLIN, finance par le dpartement nergie et Btiment durable du Service Public de Wallonie.

Service Public de Wallonie : DGO4 - Dpartement de lnergie et du btiment durableLe Service public de Wallonie se compose dun Secrtariat gnral, de deux Directions gnrales transversales et de sept Directions gnrales oprationnelles. Chaque direction gnrale oprationnelle gre des matires et des comptences spcifiques, en lien direct avec les besoins et les attentes des citoyens, des entreprises, des associations et des pouvoirs locaux. Le Dpartement nergie et Btiment durable poursuit trois grands objectifs : la diminution des consommations en vue de rduire lmission de polluants et gaz effet de serre la diminution de la facture nergtique wallonne lapplication de la rglementation relative la distribution dnergie http://mrw.wallonie.be/dgatlp/dgatlp/Pages/Energie/Pages/Accueil/Presentation.asp

Responsables du projet ISOLIN : Monique Glineur Michel Grgoire

UCL Architecture et ClimatCette cellule de recherche de lUniversit catholique de Louvain poursuit comme objectifs depuis 1980, la recherche, la conception, la modlisation et la construction en vue de la meilleure adquation entre le btiment, le climat et loccupant, dans le but dlaborer et de dvelopper, dans le cadre du dveloppement durable, la thorie de larchitecture climatique et de larchitecture durable. http://www-climat.arch.ucl.ac.be/

Responsables du projet ISOLIN : Arnaud Evrard Aline Branders Andr De HerdeCe document a t ralis par Aline Branders et Arnaud Evrard, sous la direction dAndr De Herde. Il synthtise les trois phases du projet ISOLIN, les deux premires ayant t coordonnes par Brigitte Van Hemelryck de la cellule de recherche Architecture et Climat, en partenariat avec le Laboratorium Bouwfysica de la KUL (Katholieke Universiteit Leuven), le Service des Milieux Continus de lULB (Universit Libre de Bruxelles) et le CSTC (Centre Scientifique et Technique de la Construction).

Version juillet 2010.

Les illustrations non rfrences de ce guide sont de Jos Flmal (Architecture et Climat). Si, malgr les recherches entreprises en matire de copyright, il subsiste des personnes pouvant faire valoir des droits, celles-ci sont invites contacter lditeur.Photos couvertures : Sbastien Cruyt, architecte.

SOMMAIRE1. CONTEXTE1.1. SITUATION NERGTIQUE ET ENVIRONNEMENTALE 1.2. LOGEMENTS EXISTANTS1.2.1 Types de logements 1.2.2 Isolation de lenveloppe 1.2.3 Caractristiques constructives des murs extrieurs existants

7 99 9 10

1.3. PERFORMANCE DE LENVELOPPE1.3.1 Objectifs atteindre 1.3.2 Procds disolation thermique des murs extrieurs 1.3.3 Dfinitions : critres hygrothermiques principaux

1313 14 16

1.4. CADRE RGLEMENTAIRE ET SUBSIDES1.4.1 Directive sur la performance nergtique des btiments (PEB) 1.4.2 Subsides et primes

2121 22

2. RISQUES MA JEURS LIS LISOL ATION PAR LINTRIEUR2.1. CONDENSATIONS SUPERFICIELLES ET MOISISSURES 2.2. CONDENSATIONS INTERNES PAR DIFFUSION2.2.1 Risque principal 2.2.2 Risque secondaire

25 2727 28

2.3. CONDENSATIONS INTERNES PAR CONVECTION 2.4. GEL ET DILATATIONS DE MAONNERIE 2.5. EFFLORESCENCES DE SELS 2.6. DIMINUTION DE LINERTIE THERMIQUE ET RISQUE DE SURCHAUFFE

29 31 33 35

3. STRATGIES DE CONCEPTION ET DE RALISATION3.1. ANALYSE DE LA SITUATION EXISTANTE3.1.1 Contexte du projet 3.1.2 Caractristiques du mur existant 3.1.3 Dtection des ponts thermiques

3939 40 42

3.2. CONCEPTION DU SYSTME DISOLATION PAR LINTRIEUR3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 Prliminaires Systmes Choix du modes constructifs Choix des matriaux Rgulation de la vapeur

43

43 44 46 49 51

3.3. PONTS THERMIQUES3.3.1 Gnralits 3.3.2 Pistes de solutions

5555 56

3.4. VALIDATION DES PERFORMANCES3.4.1 Validation hygrothermique des parois 3.4.2 Validation hygrothermique des noeuds constructifs

6161 65

3.5. SUIVI DE LA MISE EN OEUVRE3.5.1 Principaux points sensibles en rnovation 3.5.2 Prcautions sur chantier

6767 68

3.6. SYNTHSE

69

4. OUTIL ISOLIN4.1. PARAMTRES TUDIS4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.5 4.1.6 Situation existante Climat intrieur Type disolant Performance thermique Membrane Revtement extrieur

7373 75 75 77 78 78

4.2. RSULTATS DISPONIBLES4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 Climats et matriaux Flux de chaleur et dhumidit Temprature et humidit relative Teneur en eau

7979 80 82 83

4.3. CRITRES DE VALIDIT ET VALEURS PAR DFAUT4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 4.3.6 Pertes de chaleur Condensation Accumulation dhumidit Gel Confort Le cas est-il valide ?

8585 85 86 87 87 88

4.4. EXEMPLES DANALYSE4.4.1 Quantit et types de cas tudis 4.4.2 Validit densemble 4.4.3 Critres prdominants

8989 89 89

BIBLIOGRAPHIE

1

CONTEXTE

Les consommations dnergie et les missions de gaz effet de serre sont trs leves en Belgique. Pour rduire celles-ci, diffrentes stratgies sont mises en place, dont plusieurs visent lamlioration de lefficacit nergtique des btiments. On constate en effet que de nombreux logements ne sont pas encore isols ou seulement en partie. Prs de 65% des murs des logements wallons ne disposent daucune isolation. Une part importante de ces parois extrieures non isoles sont des murs massifs en briques pleines. Lisolation des murs extrieurs est complexe et plusieurs procds existent : lisolation par remplissage de la coulisse, lisolation par lextrieur et lisolation par lintrieur. En rnovation, il arrive trs souvent que le choix soit restreint pour des raisons techniques, conomiques et/ou patrimoniales. Bien quelle puisse gnrer de nombreux risques au niveau du comportement hygrothermique et mcanique des parois, lisolation par lintrieur devient alors souvent la seule solution possible. Les paramtres hygrothermiques du mur existant et des matriaux rapports doivent tre bien connus pour concevoir des parois performantes et durables dans le temps.

1.1. SITUATION NERGTIQUE ET ENVIRONNEMENTALEEn Belgique, la consommation annuelle dnergie est trs importante (suprieure la moyenne europenne) et en hausse. Les missions de gaz effet de serre sont fortement corrles celleci et sont donc galement consquentes. Les trois secteurs les plus nergivores sont lindustrie, le transport et le logement. La consommation nergtique moyenne des logements est leve et est lie principalement au chauffage de ceux-ci. Lamlioration des performances nergtiques des logements existants reprsente donc un potentiel important dconomie dnergie.

lchelle mondialeLa Belgique est plus consommatrice dnergie que la moyenne europenne. Lillustration ci-dessous montre que mme lchelle mondiale, la Belgique est un pays trs nergivore.1

Consommation dnergie primaire per capita en 2008 (en tonnes quivalent ptrole). Source : BP Statistical Review of World Energy June 2009.

Cette consommation plus leve que la moyenne sexplique principalement par limportante prsence de lindustrie chimique, par la densit du trafic routier et par la mauvaise performance thermique des logements. Le plan daction mis en place pour diminuer les consommations dnergie touche tous les secteurs. De nombreuses dmarches sont lances au niveau du secteur du btiment dont la performance nergtique peut tre nettement amliore avec des investissements relativement rduits.

1. BP Statistical Review of World Energy June 2009, Energy Academy and Centre for Economic Reform and Transformation, Heriot-Watt University , London, 2009.

Contexte

7

Agriculture 1% Tertiaire 9% Logement 23%

En Wallonie2En rgion wallonne, en 2005, la consommation finale dnergie slevait 153,1 TWh pour lensemble des secteurs (13,2 Mtep), ce qui quivaut environ 45 MWh (lquivalent de 4500 litres de mazout) par habitant par an (population denviron 3 400 000 habitants en 2005). Le secteur du btiment (logement et tertiaire) constitue une demande dnergie importante. En 2005, il reprsentait 31,5% des consommations dnergie finale de la Wallonie, sans compter lnergie lie au transport que la situation du btiment implique. Les missions de gaz effet de serre sont galement importantes : daprs Ltat de lenvironnement wallon publi par la Direction gnrale des Ressources naturelles et de lEnvironnement (DGRNE), les missions globales slvent en 2004 51,8 millions de tonnes q. CO2 ; ce qui correspond une moyenne de 15 tonnes par habitant par an (contre une moyenne europenne de 10,8 tonnes). 17% de ces missions sont attribuables au secteur du btiment (rsidentiel et Industrie tertiaire), nouveau sans compter les missions lies au transport induit.Rsidentiel Transport

Transport 24%

Industrie 43%

Consommation finale par secteur en Wallonie en 2005.Source: ICEDD Bilan nergtique wallon 2008.

Agriculture 9% Centrales lectriques 10%

Tertiaire 3%

Dchets 2%

Industrie 42% Transport 20%

Au Agriculture du secteur rsidentiel wallon niveauLestimation du parc de logements wallon est base sur lEnqute socio-conoDchets mique 20013. En 2005, le nombre total de logements est estim 1 438 365, rparti en 1 192 170 maisons unifamiliales (83 %) et 246 195 appartements (17 %). La consommation finale du logement en Wallonie en 2005 a t estime 36 497 GWh (3 138,7 ktep). Ceci reprsente une consommation moyenne de 26,8 MWh par logement par an (lquivalent de 2 680 litres de mazout). Si lon inclut la part du transport qui est li au secteur rsidentiel, la consommation monte environ 3 tep/logement.an (lquivalent de 3488 litres de mazout). Dans les logements wallons, environ 75 % des consommations dnergie concernent le chauffage. Cette part a tendance diminuer au fil du temps.Tertiaire

Centrales lectriques

Logement Rsidentiel 14%

Gaz effet de serre par secteur en Wallonie en 2004.Source : DGRNE Etat de lenvironnement wallon, 2006.

Chauffage Cuisson d'appoint 4% 3%

Electro 12% ECS 13% Chauffage 68%

ConstatFace aux consommations et aux missions lies au secteur du btiment, et principalement au logement, il apparat de faon vidente que la rnovation nergtique des logements est essentielle pour permettre la Belgique de rattraper le niveau moyen europen, datteindre les objectifs de Kyoto, de rduire ses missions de gaz polluants...

Rpartition de la consommation des logements.Source : ICEDD Bilan nergtique wallon 2008.

2. Les donnes concernant la Wallonie prsentes dans les pages suivantes sont issues de ltude : La rnovation nergtique et durable des logements wallons, Analyse du bti existant et mise en vidence de typologies de logements prioritaires, Caroline KINTS, Architecture et Climat, UCL, Louvain-la-Neuve, 2008. 3. Enqute socio-conomique gnrale 2001, Institut national de Statistiques (INS), Service public fdral Economie, P.M.E, Classes moyennes et Energie, Direction gnrale Statistique et Information conomique, Bruxelles, 2007.

8

Isolation par lintrieur des murs en briques

1.2. LOGEMENTS EXISTANTSLes trois quarts des logements belges sont des maisons unifamiliales et plus de 40 % de celles-ci sont des maisons quatre faades, offrant de grandes surfaces de dperdition et entranant dimportantes consommations de chauffage. Dans les logements wallons, prs de 65 % des murs extrieurs ne disposent daucune isolation. Les murs doubles sont un petit peu plus nombreux que les murs massifs et la brique est trs prsente, que ce soit au niveau des murs porteurs ou des parements. En rnovation, les murs sont souvent isols par lintrieur pour prserver les briques ou, dans certains cas, les pierres, en faade.

1.2.1 TYPES DE LOGEMENTSLe secteur du logement reprsente la plus grande part du patrimoine immobilier belge. En comparaison avec dautres pays europens, la Belgique compte un trs grand nombre de maisons unifamiliales. Il apparat en effet que trois familles sur quatre (75,3 %)4 habitent dans une maison unifamiliale. Cette tendance semble continuer saccrotre au fil des annes. Il apparat galement que, parmi les maisons unifamiliales, les constructions 4 faades sont les plus courantes en Belgique. Celles-ci ayant une plus grande surface de dperditions, elles sont les plus consommatrices dnergie.

Type de construction selon la rgion (en %). Construction ouverte ou 4 faades, construction semi-ouverte ou 3 faades, construction ferme ou 2 faades (mitoyenne). Source : Enqute socio-conomique 2001, Institut national des Statistiques.

1.2.2 ISOLATION DE LENVELOPPEDe manire gnrale, on constate que lisolation de lenveloppe est loin dtre gnralise.% parois isoles < Enqute-qualit 2007 Isolation totale partielle absente 52,2% 10,7% 37,0% Toitures 28,9% 7,0% 64,1% Murs extrieurs 21,2% 6,5% 72,3% Planchers 66,6% 14,3% 19,1% Fentres

Parois isoles (en %). Source : MRW, DGATLP

Ces chiffres sont principalement dus aux logements anciens dont la rnovation se fait lentement. On constate que lisolation des toitures et le placement de fentres performantes sont des pratiques courantes alors que lisolation des murs et des planchers restent rares.4. Enqute socio-conomique gnrale 2001, op. cit.

Contexte

9

Pourtant, ce sont souvent les murs qui reprsentent la plus grande surface de dperdition, en tout cas dans les maisons quatre faades. Leur isolation constitue donc un potentiel damlioration nergtique important.

Murs extrieursLes murs extrieurs sont probablement les parois les plus complexes aborder quand il sagit damliorer leur qualit thermique : Ils constituent de grandes surfaces en contact avec lextrieur. Ils jouent gnralement un rle structurel important. Ils sont couramment percs de baies. La dynamique de leur comportement hygrothermique est complexe (capacit thermique, transfert et stockage dhumidit...) et doit tre considre pour assurer le confort et viter les dsordres. Les prescriptions urbanistiques et patrimoniales restreignent les possibilits dintervention.

1.2.3 CARACTRISTIQUES CONSTRUCTIVES DES MURS EXTRIEURS EXISTANTSIl est important de connatre la composition des murs extrieurs existants et les proprits des matriaux qui les constituent afin de trouver les solutions adquates pour les isoler.

volution des modes constructifsLa composition des murs extrieurs a volu au cours du temps : Les murs anciens taient souvent constitus de matriaux massifs, pais. Aprs 1945, les murs creux se gnralisent ; ceux-ci dissocient le rle structurel et la fonction de protection contre les intempries. Suite aux premires crises nergtiques, lisolation de la coulisse des murs creux se rpand.

5,6%

8,1% 29,6%

< 1919 1919-1945 1946-1960 1961-1970

11,2% 11,6% 19,7%

1971-1980 1981-1990 > 1990 14,2%

Rpartition des logements en fonction de leur poque de construction.Source : Enqute socio-conomique 2001 - DGSIE - SPF Economie.

Au vu de ces volutions, une composition de mur peut souvent tre associe la priode de construction dun logement.

10


Un aperu rapide des modes constructifs principaux utiliss dans les logements belges est repris ci-dessous. 5

1. Murs massifs Les constructions de type vernaculaire (18e, 19e et dbut 20e sicle) sont gnralement constitues de murs massifs trs pais composs de matriaux issus des ressources locales : pierre, terre cuite, bois et torchis... 2. Murs pleins en brique la fin du 19e et au dbut du 20e sicle, les matriaux industriels (fonte, acier, bton, terre cuite hourde...) commencent se mler aux matriaux traditionnels (pierre, brique, bois).Les murs pleins en briques se multiplient jusque dans les annes 50. Les faades prsentent des dtails de qualit (balcons, encadrements des baies en pierre bleue...), surtout au niveau des maisons de ville.

1.

2.

3. Murs creux premire gnration lpoque de lentre-deux-guerres, les murs creux apparaissent. La fonction porteuse et la fonction de protection contre les intempries sont dissocies.Une lame dair spare le mur porteur du mur de parement, mais des lments en maonnerie ou en bton les relient ponctuellement, crant des ponts thermiques et des risques dinfiltration.3.

4. Murs creux deuxime gnration Au cours des annes 70, le mur de parement est reli au mur porteur par des ancrages ponctuels en acier, ce qui rduit les ponts thermiques. 5. Murs creux isols partir des annes 80, la coulisse de ces murs creux est de plus en plus souvent remplie disolation, soit de faon partielle, soit totalement.4.

5.

5. Cet aperu est repris de ltude : La rnovation nergtique et durable des logements wallons, Analyse du bti existant et mise en vidence de typologies de logements prioritaires, op.cit.

Contexte

11

Modes constructifs et matriauxLe mur creux (ou mur double) est trs utilis dans les rgions o les prcipitations accompagnes de vent sont frquentes, soit les pays du nord de lEurope occidentale (Belgique, Nord de la France, Pays-Bas, Nord de lAllemagne, Angleterre, cosse et les rgions autour de la mer Baltique). Ce mode constructif est trs prsent en Belgique. Outre ltanchit quil assure face leau de pluie battante, le mur creux permet de raliser des parements en briques, dans le respect dune certaine tradition constructive belge. 3000 En Wallonie, les murs creux (52 %) sont un peu plus nombreux que les murs massifs ou pleins (48 %).6 La 2500 brique, le bton et enfin la pierre composent pratiquement tous les murs porteurs. 37%20003000 2500 2000 1500 1000 500 0 double massif45% 55% 52%

48%

1500 300048%

2500 1000 2000 500

48%

Construction principale43% 37% 14% 6% 1% 3%

47%

Construction secondaire

0

1500 1000 terre 500 0 terre cuite bton

Construction principale Construction secondaire Murs extrieurs : type de

cuite 47%

bton43%

pierre 14%6%

schiste

bois1% 3%

mur (creux ou massif) et matriau du mur porteur.Source : Enqute-qualit 2007 DGATLP, MRW.

pierre

schiste

bois

Au niveau des matriaux de finition, la terre cuite est clairement majoritaire (72%), suivie de la pierre (11 %), des crpis ou enduits (8%) et du bton (7%). Mme si cela se diversifie petit petit, de nombreuses communes imposent encore la brique comme matriau de finition dans leur rglement durbanisme. Deux tiers des logements ne prsentent pas de peinture de finition. Les matriaux isolants les plus utiliss sont les panneaux synthtiques et la laine minrale.crpi ou enduit 8% schiste pierre 1% 11%bton 7%

bois 1%

ardoises 0%

terre cuite 72%

Matriaux de finition gauche et matriaux disolation des murs extrieurs droite (en %).Source : Enqute-qualit 2007 - DGATLP, MRW.

En Belgique, dans les constructions neuves, lisolant est pratiquement toujours plac du ct extrieur par rapport au mur porteur. Le choix du systme du mur isol par lextrieur avec une finition lgre plutt que celui du mur creux isol dans la coulisse se fait parfois pour des raisons esthtiques, mais gnralement pour des raisons conomiques. Les finitions lgres sont moins chres que les parements en briques. Nanmoins, elles sont galement plus fragiles et dune moindre longvit. En rnovation, les murs sont souvent isols par lintrieur pour prserver lapparence du mur (briques ou pierre, ornements particuliers...) ou pour des raisons urbanistiques (alignement des faades...).6. Enqute sur la qualit de lhabitat en Rgion Wallonne, 2006-2007, Ministre de la rgion wallonne (MRW), Direction gnrale oprationnelle - Amnagement du territoire, Logement, Patrimoine et Energie(DGATLP), Namur, 2007.

12


1.3. PERFORMANCE DE LENVELOPPEComme on a pu le voir, la qualit nergtique des logements wallons est globalement mdiocre. La rnovation nergtique de ceux-ci reprsente donc un enjeu important, avec un potentiel assez facilement mobilisable de diminution des missions de gaz effet de serre pour la Rgion et damlioration de la qualit de vie pour les habitants (diminution de la facture nergtique et amlioration du confort). Lisolation des murs extrieurs est complexe. Diffrents procds sont possibles : isolation par remplissage de la coulisse, isolation par lextrieur ou isolation par lintrieur. En rnovation, pour des raisons techniques, conomiques, urbanistiques et/ou patrimoniales, le choix est souvent plus restreint. Chaque mthode prsente des avantages et des inconvnients. Lisolation par lintrieur engendre de nombreux risques au niveau du comportement hygrothermique et mcanique de la paroi. Cependant, il sagit souvent en rnovation de la seule solution possible. Afin de crer des parois performantes, il est essentiel de connatre les caractristiques hygrothermiques de tous les matriaux qui les composent : isolation thermique, inertie thermique, transfert et stockage dhumidit. Ces paramtres seront dfinis dans ce chapitre.

1.3.1 OBJECTIFS ATTEINDRE Diminution du besoin de chauffageLe chauffage est responsable denviron 75 % de la consommation nergtique du secteur rsidentiel. Il sagit donc de la cible privilgier en matire dconomie dnergie. La consommation dnergie pour le chauffage dpend des dperditions thermiques du btiment, de ses pertes par ventilation et par infiltrations, de ses gains solaires et internes, et des caractristiques des systmes de chauffage installs. Lisolation de lenveloppe du btiment permet de rduire les dperditions thermiques travers les parois. Dans les maisons mitoyennes, la plus grande part de pertes de chaleur se fait gnralement au niveau des toitures. Par contre, dans les maisons trois ou quatre faades, trs rpandues en Belgique, les murs extrieurs sont habituellement responsables de la majorit des dperditions. Sachant quen Wallonie prs de 65% des murs ne sont pas isols, il apparat de faon vidente que des actions doivent tre entreprises pour rduire ce chiffre afin de sensibiliser et informer les propritaires et pour dvelopper davantage les connaissances et techniques au sujet de lisolation thermique des murs existants.Rpartition des dperditions dune maison familiale standard non isole.Pollution

Confort Dpenses Energie

Lisolation thermique de lenveloppe permet daugmenter le confort des habitants tout en rduisant les consommations dnergie et les missions de polluants.

Contexte

13

Augmentation du niveau de confortLe confort thermique dpend de plusieurs paramtres. De manire simplifie, on considre que la temprature ressentie rellement par lindividu correspond la moyenne entre la temprature de lair et la temprature des parois. Dans un btiment mal isol, les parois de lenveloppe seront froides tandis que dans un btiment bien isol, elles se rapprocheront fortement de la temprature de lair. Le confort de loccupant sen trouvera donc amlior.

Paroi froide Trs = 17CSensation de froid

Paroi chaude Trs = 195 CSensation de confort

T wall = 14C

Tair = 20C24 % 35 % 35 % 6%

T wall = 19Cvaporation sudation convection rayonnement ingestion nourriture

temprature des parois

Extrieur

temprature de l'air vitesse de l'air humidit mtabolisme habillement 36,7 C

Intrieur

1 conduction %

Paramtres influenant le confort des occupants.

1.3.2 PROCDS DISOLATION THERMIQUE DES MURS EXTRIEURSLisolation des murs extrieurs est complexe, surtout lorsquil sagit dune rnovation, car le choix est souvent restreint par des aspects techniques, urbanistiques, patrimoniaux ou conomiques. Un mur extrieur existant peut tre isol principalement selon trois procds diffrents : par remplissage de la lame dair dans le cas dun mur creux, par lextrieur, par lintrieur.

EXT.

INT.

EXT.

INT.

Selon le contexte, le choix sorientera vers lune ou lautre technique. Il semble fort probable qu lavenir, face laugmentation des exigences en matire de performance nergtique des btiments, les diffrents systmes soient combins lorsque la situation le permet. En clair, on ne se demandera plus sil faut isoler dune faon ou dune autre ; on aura de plus en plus tendance remplir la coulisse sil y en a une, tout en compltant par une isolation par lextrieur et/ou une isolation par lintrieur selon les possibilits. Dans tous les cas, il est essentiel, avant de raliser les travaux, de bien connatre les caractristiques hygrothermiques et mcaniques des parois existantes et des matriaux rapports et, ensuite, de sassurer que la mise en oeuvre soit de qualit. Un aperu rapide des avantages et des inconvnients des diffrentes techniques est prsent la page suivante. Bien que lisolation par lintrieur apparaisse comme la moins bonne solution cause de ses inconvnients et des risques hygrothermiques et mcaniques quelle engendre, elle reprsente souvent la seule solution possible en rnovation. En effet, en Belgique, lisolation par lintrieur est souvent choisie en rnovation, dune part parce que le matriau de finition est parfois impos et que de nombreuses faades sont protges et, dautre part, parce que lisolant plac par lextrieur constitue une emprise sur lespace public qui nest pas toujours autorise.

14


Extrieur

Isolation par remplissage de la coulisseAvantages Finitions intrieures et extrieures conserves Pas dencombrement Technique simple Cot moindre Pas de permis durbanisme introduire Inconvnients Possible que si coulisse suffisamment large (min. 4 cm) et rgulire : examen pralable de la coulisse indispensable (endoscopie) Pas applicable si parement peint ou maill : couche tanche empche vacuation de la vapeur deau paisseur disolation limite Risque daccentuation des ponts thermiques aux interruptions de la coulisse Refroidissement du mur de parement : potentiel de schage rduit, risque de gel

Isolation par lextrieurAvantages Continuit de lisolant : supprime les risques de ponts thermiques locaux Amlioration de ltanchit de la faade Protge le mur du gel et de la fissuration. Amliore laspect extrieur en cas de revtement abm ou pas assez homogne Masse thermique et finitions intrieures prserves Pas de perte de surface habitable lintrieur Inconvnients Modification de laspect extrieur et , si maisons mitoyennes, modification de lalignement des faades : ncessit dintroduire un permis durbanisme dans la plupart des cas Retours de baies doivent tre isols, seuils remplacs, etc. (diminution de la surface vitre) Dplacement/remplacement/adaptation des descentes deau, goutires, cheneaux, etc. Ncessit de faire appel une entreprise spcialise ; Cot lev

Isolation par lintrieurAvantages Aspect extrieur maintenu Ralisation sans chafaudages Grande diversit de choix au niveau des isolants Chantier labri des intempries Ralisation possible pice par pice : phasage du chantier et des dpenses Cot moindre Pas de permis durbanisme introduire Inconvnients Diminution de la surface habitable Finitions intrieures (et ventuellement installations lectriques ou de chauffage) dplacer ou remplacer Augmentation des sollicitations hygrothermiques dans le mur : risque de condensation interne, de gel, de dilatations de la maonnerie et defflorescences de sels Ponts thermiques difficiles rsoudre : risque de condensation superficielle et de formation de moisissures Diminution de linertie thermique : risque de surchauffe

Contexte

15

1.3.3 DFINITIONS : CRITRES HYGROTHERMIQUES PRINCIPAUXPour offrir une rponse adapte en termes de transfert de chaleur, dhumidit et dair travers les parois, la conception de lenveloppe doit tre tudie en dtail. Les principaux paramtres hygrothermiques des matriaux de lenveloppe sont dfinis ci-dessous pour faciliter la lecture des chapitres suivants. Il faudra bien sr aussi considrer les performances densemble du btiment (orientation, situation, contextes), les performances propres aux parois translucides (transmission de la lumire, facteur solaire) et le comportement des occupants.

Transfert de chaleurLenveloppe doit limiter les pertes de chaleur en hiver et permettre de matriser les gains solaires en t. Les matriaux isolants permettent de freiner la chaleur qui traverse les parois extrieures par conduction. Il ne faut pas confondre les performances relatives aux matriaux, aux couches dune paroi ou la paroi dans son ensemble. La rencontre entre deux parois ou un percement au sein dune paroi engendre des dtails de construction quil faut analyser distinctement du reste de la paroi pour valuer la performance densemble dun local ou dun btiment.

Rsistance thermique dune couche et conductivit thermique dun matriau La rsistance thermique (note R et exprime en m.K/W) de chaque couche dun lment de paroi dpend de son paisseur et de la conductivit thermique du matriau qui la compose. Plus la conductivit thermique dun matriau (note et exprime en W/m.K) est faible, plus le matriau est isolant thermiquement. Pour qualifier la performance thermique dune paroi, on utilise en gnral le coefficient de transfert thermique (not U et exprim en W/m.K). Plus le U est faible, plus la paroi est isolante thermiquement. Ce coefficient ne suffit pourtant pas pour exprimer le comportement hygrothermique dynamique de la paroi.

Nuds constructifs et ponts thermiquesLes nuds constructifs se situent la rencontre entre deux parois ou au niveau dun percement ou dune irrgularit de la paroi. Ils sont le sige de transferts thermiques spcifiques qui doivent tre additionns ou soustraits des transferts propres aux parties homognes des parois lorsquon tablit la performance densemble dun local, ou dun btiment. Certains nuds constructifs sont appels ponts thermiques quand ils occasionnent des dperditions thermiques plus importantes. Les ponts thermiques sont des dfauts de conception ou de ralisation de lenveloppe du btiment. Linfluence relative dun pont thermique est dautant plus importante que la performance thermique des parois avoisinantes est leve.

Si lisolation par lextrieur permet de limiter les ponts thermiques, le fait disoler par lintrieur peut, au contraire, en crer ou les renforcer. Les endroits sensibles tels que les jonctions entre les murs extrieurs et les murs de refend ou les planchers, ainsi que les encadrements de baies, devront faire lobjet dune attention particulire du point de vue des flux de chaleur, dhumidit et dair.

16


EXT.

INT.

EXT.

EXT.

INT.

INT.

EXT.

INT.

EXT.

INT.

Exemples de ponts thermiques lis la ralisation dune isolation par lintrieur.

Les ponts thermiques prsents ci-dessus sont la consquence dune conception inadquate entranant des discontinuits de lisolation. Des ponts thermiques peuvent aussi tre causs par des erreurs dexcution telles que le percement partiel ou total de lisolation thermique ou le non-respect de lpaisseur disolant requise. Ils sont souvent le sige dinfiltrations dair non dsires. Les ponts thermiques peuvent tre de deux types : Linaires : lorsquils se produisent la jonction de deux lments du btiment (par exemple, au droit dun mur de refend). Ponctuels : lorsquune paroi isole est perfore par un lment ayant une conductivit thermique leve (par exemple, un ancrage traversant une paroi isole).Vue en plan de lencastrement dune prise lectrique.

Outre les dperditions thermiques, les ponts thermiques peuvent entraner des problmes de condensations superficielles causant la formation de moisissures (voir chapitre 2.1 p.25). Les dtails de mise en oeuvre qui permettent dviter les ponts thermiques sont parfois complexes et engendrent des cots supplmentaires. Des solutions pour rsoudre les ponts thermiques les plus courants seront prsentes dans la 3me partie du guide.

Stockage de chaleurLinertie thermique dun btiment est sa capacit stocker et restituer de la chaleur. Linertie thermique dun espace dpend des caractristiques des matriaux qui le composent. Selon leur capacit thermique, leur diffusivit et leur effusivit, les parois auront des comportements diffrents face au rayonnement solaire et la chaleur. Les matriaux en contact avec lespace intrieur sont ceux qui auront le plus dimpact (plus accessible aux changes de chaleur). Combine une ventilation permettant la dcharge thermique de la chaleur accumule dans le btiment, une inertie leve permet dviter les surchauffes en t et dattnuer les chutes brusques de temprature en hiver. Les paramtres utiles pour quantifier linertie des matriaux sont dfinis ci-aprs.Contexte

Principe de linertie : capacit thermique, diffusivit, effusivit.

17

Capacit thermique La capacit thermique (volumique) dun matriau reprsente la quantit totale de chaleur que 1 m de matriau est capable de stocker pour une augmentation de temprature de 1 C. Elle est exprime par le produit de la densit du matriau ( en kg/m) et de sa chaleur spcifique (c en J/kg.K). Elle est donc note c, et exprime en KJ/m.K. Plus la capacit thermique dun matriau est grande, plus il est capable de stocker de la chaleur.

Diffusivit thermique La diffusivit thermique dun matriau est associe la vitesse laquelle celui-ci monte en temprature lorsquil est soumis une source de chaleur. Elle se calcule par le rapport /c et sexprime en m/s. Plus la diffusivit thermique est leve, plus la temprature du matriau voluera rapidement.

Effusivit thermique Leffusivit thermique dun matriau est associ la quantit de chaleur que le matriau est capable dabsorber lorsquil est soumis une source de chaleur pendant un certain temps. Elle est calcule par la relation (.c) et sexprime en J/m.K.s-1/2. Plus leffusivit thermique est leve, plus la quantit dnergie absorbe par le matriau en un certain temps est grande. Leffusivit thermique est aussi lie la temprature de contact, et un matriau ayant une effusivit faible sera chaud au toucher.

Ainsi, linertie thermique dune paroi sera principalement dtermine par les proprits des couches superficielles. Celles-ci offriront une forte inertie si les matriaux qui la composent ont une effusivit leve et une diffusivit basse. En effet, pouvoir changer de grandes quantits de chaleur na pas un grand intrt si ces changes sont trop rapides. La notion de temps est ici fondamentale, cest ainsi que lon parle de comportement dynamique. Pour caractriser linertie dune paroi complte, il faut tudier le comportement de celle-ci face des sollicitations dynamiques. Plus linertie dune paroi sera leve, moins une variation brusque de temprature influencera la temprature des couches superficielles au cours dune priode donne. De mme, plus linertie dune paroi sera leve, plus elle aura la facult dattnuer lamplitude des variations de temprature (amortissement) et de retarder les pics de chaleur ou de froid (dphasage). Quantifier leffet de linertie est donc relativement complexe, mais il est indniable que linertie a une influence non ngligeable sur le sentiment de confort. Selon lactivit et le profil doccupation, on sera donc amen soit renforcer, soit diminuer linertie de certains locaux. La stratgie de ventilation doit tre dfinie en considrant ces aspects.

18


Transfert et stockage dhumiditLa majorit des matriaux poreux sont capables de contenir de lhumidit (stockage) selon les conditions ambiantes dans lesquelles ils sont plongs. Leau peut tre prsente sous diffrente forme au sein des pores du matriau. On parle deau de constitution quand les molcules deau sont chimiquement intgres la structure poreuse, deau adsorbe quand une pellicule deau se dpose sur la surface des pores, deau capillaire quand certains pores se remplissent deau, et deau libre, quand elle est prsente dans les mais circule librement travers ceux-ci (sous forme liquide ou de vapeur).

Teneur en eau et courbe de rtention dhumidit La teneur en eau dun matriau volue principalement en fonction de lhumidit relative de lambiance dans laquelle il est plong. Elle est note w et sexprime en kg/m (ou en % de masse). La teneur en eau des matriaux est toujours gale 0 kg/m 0 % dhumidit relative. Elle volue doucement jusqu 80 % ou 90 %, voire plus selon les matriaux (leur composition, leur porosit). Cest la zone hygroscopique, o leau est principalement adsorbe. La teneur en eau dans cette zone reste modre : trs basse pour certains matriaux (brique, bton cellulaire) et plus leve pour dautres (bois, cellulose). Au-del de cette humidit relative, et jusqu la saturation (100 %), on entre dans la zone capillaire. La teneur en eau augmente alors beaucoup plus vite et peut atteindre des valeurs leves. 100 % dhumidit relative, on atteint la saturation libre (wf), o les pores du matriau ne sont pas encore forcment compltement remplis deau. La teneur en eau peut encore augmenter si le matriau est plong dans leau : longtemps, sous vide ou sous pression. Cest la sursaturation . En pratique, il est assez rare datteindre la teneur en eau maximale (wmax) o tous les pores sont remplis deau. Les illustrations ci-dessous expriment ces notions.

Teneur en eau [kg/m]

wf

Etat sec

Zone hygroscopique

Zone capillaire

Sursaturation

0

10

20

30

Humidit relative [%]

40

50

60

70

80

90

100

Courbe de rtention dhumidit.

La teneur en eau des matriaux influence lensemble des paramtres hygrothermiques du matriau. En effet, la masse volumique volue selon la teneur en eau, mais cest aussi le cas de la capacit thermique, de la conductivit thermique Les phnomnes en jeu sont complexes et dpassent le cadre de ce document, mais il apparat donc que la teneur en eau des matriaux ne doit pas tre nglige.

Contexte

Zone hygroscopique

Zone capillaire

Sursaturation

wmax

19

Du point de vue des transferts dhumidit, il est important de distinguer plusieurs phnomnes : dune part, le transfert de vapeur, et de lautre, le transfert deau liquide, soit par absorption, soit par redistribution. La force motrice de ces phnomnes est diffrente, et, bien quils soient interdpendants, ces transferts peuvent donc parfois avoir des directions opposes.

Transfert de vapeur et coefficient de rsistance la diffusion de vapeur deau Le transfert de vapeur est provoqu par une diffrence de pression partielle de vapeur deau entre les deux faces dun matriau ou dune paroi. Comme lair chaud est capable de contenir plus de vapeur deau, le flux de vapeur va souvent du chaud vers le froid. Le paramtre le plus utilis pour reflter comment le matriau se laisse traverser par la vapeur est le coefficient de rsistance la diffusion de la vapeur, not (sans unit). Plus cette valeur est petite, plus le matriau est ouvert au passage de la vapeur. Pour valuer la rsistance la diffusion de vapeur dune couche, il faut multiplier son paisseur, not d et exprim en mtre, par le coefficient du matriau qui le constitue. La valeur obtenue est note Sd (ou d) et sexprime en mtres. Elle correspond lpaisseur (en m) quaurait une couche dair stationnaire ayant la mme rsistance la diffusion de la vapeur. Une couche de 20 cm dpaisseur ayant un coefficient de 5, exerce donc la mme rsistance la diffusion de la vapeur quune lame dair stationnaire de 1m dpaisseur. Le Sd dune paroi est gal la somme des Sd des couches qui la composent et des rsistances la diffusion de vapeur des deux faces de la paroi.

Transfert deau liquide et coefficient dabsorption Le transfert deau liquide peut se faire par absorption deau qui entrerait en contact avec le matriau (comme la pluie la surface extrieure), ou par redistribution de lhumidit prsente dans les pores du matriau. Par facilit, on considre que ces deux phnomnes sont provoqus par une diffrence dhumidit relative au sein du matriau. Les transferts deau liquide vont alors des parties les plus humides vers les parties les plus sches. Le transfert deau liquide au travers dun matriau se calcule sur base de deux coefficients distincts : le coefficient de transfert deau par absorption et le coefficient de transfert deau par redistribution. Dterminer ces deux paramtres de faon prcise doit se faire en laboratoire, et les procdures sont longues et coteuses. Il est donc actuellement excessivement rare, hlas, de disposer de ces paramtres. Une mthode simplifie permet nanmoins de leur donner une valeur approximative. Elle se base sur la dtermination (moins longue et moins coteuse) du coefficient dabsorption, not A et exprim en kg/m.s1/2.

20


1.4. CADRE RGLEMENTAIRE ET SUBSIDESDiffrentes initiatives sont mises en place en Belgique, comme dans les autres pays, afin de promouvoir lamlioration de la performance nergtique des btiments : Des niveaux disolation thermique sont imposs en construction neuve et en rnovation. Des subsides sont accords afin de motiver financirement les matres douvrage souhaitant amliorer la performance nergtique de leur logement. Ces diffrents points sont abords ici en ciblant lisolation des murs extrieurs.

1.4.1 DIRECTIVE SUR LA PERFORMANCE NERGTIQUE DES BTIMENTS (PEB) Cadre gnralLa Directive sur la performance nergtique des btiments (PEB) a t publie le 16 dcembre 2002 par le Parlement europen et le Conseil de lUnion europenne. La consommation de lnergie pour les services associs aux btiments constituant prs dun tiers de la consommation nergtique de lUnion europenne, la Commission estime que des initiatives dans ce domaine pourraient contribuer diminuer les missions de gaz effet de serre et rduire la dpendance europenne aux sources dnergie externes.

Application en BelgiqueLes exigences reprises dans la Directive europenne sur la performance nergtique des btiments (200291-EC) ont d tre transposes par chaque tat Membre. En Belgique, les comptences relatives lutilisation rationnelle de lnergie reviennent aux rgions. Chacune des trois rgions a adopt de nouveaux textes lgaux et des plans daction en vue de promouvoir la Performance Energtique des Btiments et de rpondre aux exigences fixes par la Directive europenne. Diffrentes exigences ont t fixes pour les btiments neufs, mais aussi pour les rnovations et les changements daffectation. En rnovation, aucune exigence na t fixe au niveau de la performance globale du btiment (niveau E). Cependant, en matire disolation thermique, les lments rnovs doivent satisfaire des coefficients de transmission thermique maximum (valeurs Umax) ou des rsistances thermiques minimales (valeurs Rmin). Le tableau ci-dessous rsume les valeurs U maximales admissibles (W/m2K) ou valeurs R minimales (m2K/W) dans les trois Rgions pour les murs dlimitant un volume protg. Murs non en contact avec le sol, lexception des parois verticales et en pente en contact avec un vide sanitaire ou avec une cave en dehors du volume protg Murs en contact avec le sol Parois verticales et en pente en contact avec un vide sanitaire ou avec une cave en dehors du volume protg Parois entre 2 volumes protgs

U max = 0,4 (0,6 en Rgion flamande) R min = 1,0 R min = 1,0 U max = 1,0

Contexte

21

1.4.2 SUBSIDES ET PRIMESEn plus du cadre rglementaire dont lapplication est obligatoire, diffrentes actions sont mises en place pour promouvoir lefficacit nergtique des btiments. Diffrentes primes ont t cres dans les trois rgions. Les dtails et les conditions doctroi varient dune rgion lautre et dune anne lautre. Lorsque le standard passif est atteint suite la rnovation dun logement, une prime globale pour lensemble du btiment peut tre obtenue en Rgion Walonne(non cumulable avec les primes nergie accordes par type dinterventions). Certaines communes octroient galement des subsides pour les travaux permettant dconomiser lnergie. Les conditions requises varient dune commune lautre. Au niveau fdral, les particuliers peuvent galement dduire fiscalement une partie des cots relatifs un certain nombre dinterventions permettant des conomies dnergie. Pour plus dinformation sur la rglementation en Rgion wallonne, vous pouvez consulter le site http:// energie.wallonie.be.

22


2

RISQUES MA JEURS LIS LISOL ATION PAR LINTRIEUR

Lisolation par lintrieur peut provoquer divers phnomnes hygrothermiques et mcaniques qui nuisent la durabilit des murs existants. Six risques majeurs ont t identifis : Les condensations superficielles et le risque de moisissure, Les condensations internes par diffusion, Les condensations internes par convection, Les dgradations dues au gel ou aux dilatations de maonnerie, Les efflorescences de sels, La diminution de linertie thermique et le risque de surchauffe.

Ces risques vont tre expliqus en dtail dans ce chapitre. Les lments prendre en compte et les stratgies de conception pour les viter seront repris dans la troisime partie du guide.

2.1. CONDENSATIONS SUPERFICIELLES ET MOISISSURESOutre les dperditions thermiques, les ponts thermiques peuvent entraner des problmes de condensations superficielles causant la formation de moisissures. En effet, les dperditions de chaleur plus importantes entranent une diminution de la temprature de surface intrieure au droit des ponts thermiques. Si cette temprature descend sous la temprature de rose, de la condensation superficielle va apparatre dans cette zone. Laccumulation dhumidit combine dautres conditions risque dentraner la formation de moisissures.

Dperditions de chaleur et diminution de la temprature de surface intrieureLa densit du flux de chaleur est sensiblement plus leve au niveau de la partie de llment de construction constituant le pont thermique. En consquence, les dperditions thermiques y sont plus leves et la temprature de la surface intrieure y est beaucoup plus basse que celle des lments environnants.

Point de rose et condensation superficielleLair intrieur ayant une temprature, une humidit relative et une pression donne, peut arriver en contact avec lun de ces ponts thermiques o la temprature de surface est plus faible. Lair arriv cet endroit se refroidit et la temprature quil atteint dans le voisinage de la surface peut se retrouver en dessous du point de rose, ce qui provoque de la condensation sur cette surface (la pression de vapeur dans lair atteint la pression de saturation). La figure ci-dessous montre lvolution de ltat de cet air sur le diagramme de Molier : pour un air 20 C, 50 % dHR et 101,3 hPa, la condensation apparat lorsque la temprature est rduite 10 C ou moins ( pression constante).Humidit abs. [gr/kg]25

100%

70%

50%

20

15

30%Ambiance

10

Courbe de saturation

Humidit relative 10%

5

-15

-10

-5

0

5

10 15 T rose

20

25

Temprature [C]

30

35

40

0

Exemple de reprsentation sur le diagramme de Mollier.

Dveloppement de moisissuresLaccumulation dhumidit la surface des ponts thermiques peut, selon le substrat, son humidit et la temprature, tre le terrain propice pour le dveloppement de moisissures.

Risques majeurs lis lisolation par lintrieur

25

La formation de moisissures sur une surface ne se produit que si diffrentes conditions sont runies : Une quantit doxygne suffisante, Une humidit suffisante, Un fond nourrissant appropri, Des conditions de temprature adquates. Les moisissures peuvent se dvelopper des tempratures comprises entre 0 et 60 C, mais la temprature optimale pour un dveloppement rapide se situe entre 5 et 25 C. Il est galement important que les variations de temprature ne soient pas trop grandes.

Les conditions de temprature et de prsence doxygne tant pratiquement toujours remplies dans les btiments, cest au niveau de lhumidit et du fond nourrissant quil va falloir tre attentif et agir.

Fond nourrissant Pour leur dveloppement, les moisissures ont besoin de faibles quantits de matires organiques dcomposables comme les sucres, les graisses et surtout la cellulose. Les endroits prsentant une accumulation de salissures ou de poussires constituent des emplacements de prdilection pour le dveloppement de moisissures. Certaines sortes de papiers peints, la colle cellulosique avec laquelle ils sont poss, ainsi que certains types de peintures semblent tre des degrs diffrents de bons fonds nourrissants pour les moisissures. Dans ce cadre, la chaux est considre comme un support ne facilitant pas le dveloppement des moisissures. Prsence dhumidit Leau est une condition essentielle au dveloppement des moisissures. Celles-ci puisent lhumidit ncessaire principalement dans le support sur lequel elles se dveloppent. La condensation superficielle apparat lorsque lhumidit relative, la surface dune paroi, atteint 100 % (cf. diagramme de Molier). Des moisissures peuvent dj se former partir dune humidit relative de 80 % (voir graphique ci-dessous).Pour analyser prcisment la teneur en eau en surface et dans les matriaux ainsi que les conditions de dveloppement des moisissures, il est important de disposer des valeurs dabsorption, de rtention et de redistribution de lhumidit des matriaux. Celles-ci sont malheureusement rarement disponibles de faon complte. Pour une mme temprature, on considre gnralement que les matriaux biodgradables ncessitent une humidit relative moins importante pour atteindre les conditions propices la formation de moisissures. De nombreux types de moisissure existent, et leurs conditions de dveloppement peuvent tre trs diffrentes (temps de survie dans des conditions non propices, vitesse de croissance des spores, etc.). La notion de temps est ici fondamentale, et, contrairement ce qui sest fait dans le pass, une analyse spcifique devra utiliser les modles dynamiques de transfert dhumidit et de chaleur. Des logiciels dynamiques, comme ceux de la famille WUFI, permettent de voir si les conditions de formation des moisissures sont atteintes pendant un temps suffisant. WUFI bio donne des informations dtailles sur le risque de formation des moisissures, leur type, etc.Rechtsanwalt Friedhelm Thome, Kln.

Conditions dapparition de moisissures suivant le type de matriaux. Source : Fraunhofer-Insitut fr Bauphysik.

Exemple de moisissures lies un pont thermique.

26


2.2. CONDENSATIONS INTERNES PAR DIFFUSIONLes diffrences de climat entre lintrieur et lextrieur entranent des transferts de vapeur travers lenveloppe des btiments. En hiver, ces transferts se font globalement de lintrieur (plus chaud et plus humide) vers lextrieur. Lair charg de vapeur deau se dplace dans les parois par diffusion au sein des matriaux. Si en un point de la paroi, la temprature de rose est atteinte, lair va se condenser et charger le mur en humidit. Le placement dune barrire tanche la vapeur deau du ct intrieur peut tre une solution intressante pour empcher les transferts de vapeur de lintrieur vers lextrieur. Cependant, cette membrane empche aussi le schage du mur vers lintrieur en t et au printemps, ce qui peut causer une accumulation dhumidit dans les matriaux.

2.2.1 RISQUE PRINCIPALDans nos climats temprs ou froids, les diffrences de temprature entre lintrieur et lextrieur peuvent tre importantes. Lair chaud une plus grande capacit contenir de la vapeur deau et la pression de vapeur est souvent suprieure lintrieur qu lextrieur. Ce diffrentiel de pression de vapeur engendre une migration de vapeur par diffusion vers lextrieur. Au fur et mesure quelle traverse les diffrents matriaux constituant lenveloppe, la vapeur se rapproche de lextrieur et se refroidit progressivement. Si la temprature du point de rose est atteinte, la vapeur se condense (cf.diagramme de Molier prsent au chapitre prcdent). On parle alors de condensation dhiver. Lhumidit peut dgrader les matriaux et avoir des consquences sur la durabilit de la paroi et de ses performances ainsi que sur le confort et la sant des habitants. Les problmes de condensation interne apparaissent souvent derrire, ou dans, lisolant, dans le voisinage de la paroi en maonnerie plus froide. Les outils de validation classiques (statiques) conduisent presque systmatiquement placer une membrane tanche la vapeur (et lair) du ct chaud de la paroi. Cependant, cette solution nest pas toujours la meilleure comme le montre le paragraphe suivant.INT.

0C

20C

Risque de condensations internes en hiver sil ny a pas de membrane pour rguler la vapeur..

Exemple de moisissures dues la condensation.


27

Joe Lstiburek

2.2.2 RISQUE SECONDAIRELhumidit prsente dans les matriaux de la paroi a tendance migrer vers les surfaces, et notamment vers lintrieur plus chaud, o elle svapore nouveau. Lutilisation dune membrane tanche la vapeur empche cette vaporation du mur du ct intrieur. Le potentiel de schage du mur tant affaibli, lhumidit risque alors de sy accumuler. En t et au printemps, la temprature et lhumidit relative de lair extrieur sont parfois plus leves qu lintrieur, la pression de vapeur peut tre plus leve lextrieur qu lintrieur (flux dhumidit vers lintrieur). Bloque par une ventuelle membrane, la vapeur qui migre vers lintrieur peut condenser en arrivant contre celle-ci. On parle alors de condensations dt . Elles apparaissent entre cette membrane et lisolant provoquant alors une perte de performance de lisolant humidifi et des risques de moisissures sil y a du bois ou des matriaux organiques dans cette couche du mur. La troisime partie du guide prsentera les membranes dites intelligentes qui permettent de rduire ce type de risque.Risque de condensations internes en t si une membrane pour rguler la vapeur empche la migration de vapeur vers lintrieur..

Exemple de moisissures larrire de la membrane pour rguler la vapeur.

28


Knzel

2.3. CONDENSATIONS INTERNES PAR CONVECTIONDes dfauts dtanchit lair de la face intrieure de lenveloppe peuvent engendrer des transferts de vapeur deau par convection. Lair qui transite emporte avec lui une grande quantit de vapeur. nouveau, des condensations internes sont possibles si, en un point de la paroi, cet air atteint la temprature de rose. Les dgts probables sont dautant plus importants que la quantit de vapeur deau est concentre en des points particuliers.

Lair tant un fluide, une surpression lintrieur le pousse chercher tous les points faibles pour rejoindre lextrieur. Une mauvaise tanchit lair de la face intrieure du systme disolation mis en place est suffisante pour permettre lair chaud et humide de lintrieur dentrer en contact avec des surfaces froides normalement inaccessibles, ou de migrer travers le composant, vers lambiance extrieure. Ces dfauts dtanchit ont des effets quivalents, et souvent plus graves, du point de vue des dperditions nergtiques, des condensations ou des ventuelles moisissures que les ponts thermiques. En effet, les condensations risquent dtre concentres en des points particuliers de la paroi (ponts thermiques, jonctions entre ls du pare-vapeur, raccords entre diffrents lments, passages de canalisations, etc.) et les dgts sont alors amplifis.Effet de convection entre lambiance intrieure et larrire du complexe isolant.

Ces convections peuvent apparatre dans lpaisseur disolant (si le matriau est fortement permable lair), ou dernire lisolant (dans le cas o une lame dair persiste derrire un isolant en panneau). Les effets de convection peuvent tre dus une mauvaise conception, une mauvaise mise en oeuvre ou un percement ultrieur (placement dune prise ou dun interrupteur, suspension dun objet). On peut ds lors les viter dans la majorit des cas. Le problme des infiltrations dair est donc fondamental du point de vue de la performance nergtique des btiments et des risques de dsordres. La figure ci-dessous repre les endroits o lon rencontre frquemment des infiltrations, et les photos montrent un exemple de test Blower Door qui permet de quantifier les infiltrations effectives dun btiment. Une diffrence de 50 Pa est instaure entre le btiment (ou la zone) et lextrieur avant de mesurer le renouvellement dair que cela gnre, et de dduire si ltanchit lair est suffisante.

T ext. < T int. Pression ext. > Pression int. Absence de pare-air ou de finition

Del Thermographie

Joint mur- toiture

Absence de plafonnage Etanchit chssis

Joint mur- dormant

Etanchit porte

T int. Pression int.

Joint mur-chssis

A gauche : Infiltrations dair frquentes dans les btiments. A droite : Test blower door - ct extrieur et intrieur.

Del Thermographie


29

2.4. GEL ET DIL ATATIONS DE MAONNERIELisolation par lintrieur entrane le refroidissement et lhumidification du mur existant en brique ce qui rduit son potentiel de schage. Si leau prsente dans le mur ne parvient plus svaporer en suffisance, par temps froid, elle risque de geler, ce qui peut causer des dgradations mcaniques importantes. Dautre part, le mur isol par lintrieur subira davantage les variations de temprature et dhumidit du climat extrieur. Celles-ci risquent dengendrer des dformations mcaniques au sein du mur et, dans certains cas, porter atteinte sa stabilit.

Rduction du potentiel de schageUne notion importante se dgage de lanalyse du comportement hygrothermique dynamique du mur isol par lintrieur, elle est lie ce que lon peut appeler son potentiel de schage . Le potentiel de schage dun mur est gnralement rduit lors de lapplication dun systme disolation par lintrieur. Les figures ci-contre illustrent cette notion : lexposition du mur aux intempries reste inchange, mais dune part la maonnerie aprs isolation est globalement plus froide (vaporation en surface rduite) et dautre part, son schage vers lintrieur est parfois empch par lutilisation dune membrane pour rguler la vapeur. Le fait que le mur soit globalement plus froid et plus humide (le front dhumidit pntre plus profondment dans le mur) peut provoquer des dsordres lis au gel sur la face extrieure. En effet, la formation de gel provoque une dilatation de leau dans les pores de la brique qui peut conduire une forte dgradation mcanique de celle-ci.Refroidissement dur mur par lapplication dune isolation par lintrieur.Humidification par la pluie

Evaporation en surface

Humidification du mur due la rduction du potentiel de schage cause par lapplication dune isolation par lintrieur et dun pare-vapeur.

Conditions causant des dgts dus au gelLa photo ci-contre montre le cas de briques glives soumises au gel. Ces dsordres dpendent de trois conditions : la sensibilit au gel de la brique, la teneur en eau atteinte dans la brique (cf. teneur en eau critique ), la temprature atteinte dans la brique (le gel napparat que si celle-ci descend sous 0 C).Andreas Holm

Exemple de briques glives soumises au gel.


31

Dilatations de maonnerieEn parallle, lisolation par lintrieur entrane des variations de temprature et dhumidit plus franches au sein du mur puisque celui-ci subira davantage le climat extrieur (lisolation le sparant de lambiance intrieure). Les dformations mcaniques (retraits/dilatations) lies ces variations peuvent engendrer des ruptures locales dans la surface du mur, entranant lapparition de fissures. Ces fissures nont parfois que des consquences esthtiques, mais peuvent aussi porter atteinte la stabilit du mur ou favoriser la pntration en profondeur de lhumidit. De nombreuses recherches sont hlas encore ncessaires pour disposer dun modle adapt et pour effectuer les mesures ncessaires pour acqurir les valeurs relatives aux matriaux. Il nest donc actuellement pas encore possible danticiper prcisment le comportement mcanique dun mur aprs lapplication dune isolation par lintrieur.

ConclusionOn considrera que lapplication dun systme disolation par lintrieur aura tendance aggraver la situation existante si rien nest fait pour limiter la pntration de leau de pluie (hydrofuge de surface, enduit ou bardage) et pour maintenir le potentiel de schage du mur. Ds lors, pour un mur prsentant dj des risques de dgradation dus au gel ou aux dformations hygrothermiques, on vitera lapplication dune telle isolation.

32


2.5. EFFLORESCENCES DE SELSLes efflorescences sont dues la cristallisation de sels prsents initialement dans les matriaux ou issus dune source extrieure. Dans un mur existant contenant des ions de sel, les modifications de temprature et dhumidit qui soprent au sein du mur de par lisolation par lintrieur peuvent influencer la quantit de sels dissous. Si celle-ci augmente, la quantit de sels qui cristallisera augmentera galement entranant des consquences plus marques au niveau esthtique et parfois au niveau structurel.

Principe gnralLes efflorescences sont dues la cristallisation de sels suite lvaporation de leau qui les contient, lors dune priode de schage conscutive une priode dhumidification. Les efflorescences apparaissent donc surtout au printemps. La cristallisation des sels provoque une augmentation de la pression dans les pores du matriau ayant pour consquence des clatements de la maonnerie. Il y a deux types defflorescences de sels : celles qui se produisent en surface et celles qui se produisent dans la structure poreuse des matriaux.

Exemple defflorescences de sels.Source : http://www.masonryworktools.com.

Les efflorescences de surface nentranent aucun dommage au niveau des matriaux, mais provoquent des effets esthtiques indsirables. Les efflorescences apparaissant dans la structure de la brique peuvent quant elles provoquer une dgradation prmature de celle-ci. Les efflorescences de sels constituent un phnomne complexe dans ltude globale de la durabilit des maonneries en briques de terre cuite. Cette complexit est lie au nombre lev de paramtres intervenant dans le problme. Les trois points suivants dfinissent les conditions principales qui doivent tre remplies pour rencontrer des problmes lis aux sels.

Conditions remplirPrsence de sels La prsence de sels nest pas directement lie la ralisation dun systme disolation par lintrieur : des ions de sel doivent tre initialement prsents dans les matriaux ou tre issus dune source extrieure. Les efflorescences apparaissent souvent par linteraction de la brique et dun mortier hydraulique. Les sels peuvent galement venir de remontes capillaires, de laspersion de sels de dgivrage ou de raction de gaz pollus avec la chaux prsente dans les matriaux. Le type de sels et leurs effets dpendent du matriau de la maonnerie. Si aucun sel nest prsent ou introduit dans la maonnerie, la pose dune isolation par lintrieur nentranera pas de problme li aux sels. Humidit de la brique Les sels sont caractriss par une grande solubilit et apparaissent plus frquemment sur les faades les plus exposes aux intempries (orientation sud-ouest). Comme on la vu, lapplication dun systme disolation par lintrieur conduit une maonnerie globalement plus froide et plus humide si rien nest fait pour limiter la pntration de leau de pluie et pour maintenir le potentiel de schage du mur.Si la solubilit des sels dcrot quand la temprature diminue, lhumidit accrue du mur favorise la dissoRisques majeurs lis lisolation par lintrieur 33

lution des sels prsents. Lapplication dune isolation par lintrieur sur une maonnerie contenant des sels peut donc influencer la quantit de sels dissous. Il est toutefois difficile dvaluer quel paramtre (temprature ou humidit) aura le plus dinfluence.

Recristallisation des sels dissous Quand le climat extrieur se rchauffe, le schage du mur sacclre et les sels dissous migrent vers le front de schage. Il y a donc saturation puis recristallisation des sels dissous cet endroit. Laugmentation de la quantit de sels dissous que peut provoquer la pose dune isolation par lintrieur risque daugmenter la quantit de sel qui cristallisera et ainsi augmenter les consquences de cette cristallisation.

ConclusionLe risque defflorescences et de dgts dus aux sels dans une maonnerie qui en prsente dj peut donc augmenter avec la pose dune isolation par lintrieur. Comme pour le risque de gel et de dilatations hygrothermiques, de nombreuses recherches sont encore ncessaires pour dfinir un modle adapt et raliser des mesures complmentaires. Il nest donc actuellement pas encore possible danticiper prcisment la migration et la cristallisation des sels aprs lapplication dune isolation par lintrieur. Une stratgie apparat toutefois : le potentiel de schage du mur doit tre valoris au maximum afin de garder la paroi sche.

34


2.6. DIMINUTION DE LINERTIE THERMIQUE ET RISQUE DE SURCHAUFFELa ralisation dun systme disolation par lintrieur rend la masse thermique du mur existant inaccessible aux changes thermiques avec lambiance intrieure. En diminuant linertie des locaux, le risque de surchauffe augmente. La rduction de linertie peut tre attnue en tant attentif garder la masse thermique des parois intrieures accessibles, en choisissant judicieusement les matriaux et en adaptant la stratgie de ventilation.

Linertie thermique est, tout comme lisolation thermique, un facteur essentiel de confort dans un btiment. Linertie permet de lisser les variations de temprature lintrieur en stockant la chaleur et en la redistribuant plus tard dans la journe. Cela permet dviter les surchauffes en cas de brusque monte en temprature lextrieur ou dapports solaires trop importants. De plus, linertie permet dattnuer leffet des chutes rapides de temprature la mi-saison ou en hiver. La figure ci-dessous reprend les principes gnraux associs linertie thermique.Murs lourds (isols par l'extrieur) Murs lgers (isols par l'intrieur)

Structure bton Cloisons lourdes

Plancher Pas de cloisons ou cloisons lgres

Local avec forte inertieCarrelage

Local avec peu inertieMoquette

W/m292

W/m292

1146

3 4 2

219

1

3 4 2

1 : apports instantans 2 : charge relle retardeEffet de linertie thermique accessible.

3 : chaleur emmagasine 4 : chaleur restitue

Le fait disoler par lintrieur rduit les changes thermiques avec lambiance intrieure et rduit leffet de la masse thermique de la maonnerie sous-jacente sur linertie du local. En effet, ce sont les premiers centimtres de matriaux qui ont le plus deffet sur linertie. Dans les cas o loccupation est continue et o lon cherche garantir une temprature homogne, il est ds lors utile de valoriser la masse thermique des parois intrieures, comme les dalles lourdes ou les murs intrieurs en maonnerie, pour garantir un niveau dinertie suffisant au local malgr la pose dune isolation par lintrieur. Les parois exposes au rayonnement direct du soleil sont celles qui ont le plus dimpact ce niveau-l : le sol prs des fentres, les cloisons intrieures directement exposes...


35

Le choix des matriaux peut avoir un effet important sur linertie thermique des locaux. Selon leur capacit thermique, leur effusivit et leur diffusivit7, les matriaux ont des comportements diffrents face au rayonnement solaire et la chaleur. Linertie dun local peut tre amliore en privilgiant des isolants et les finitions dont la diffusivit est basse et leffusivit leve (enduits largile, la chaux, mlange chauxchanvre) et en mobilisant la masse thermique du cloisonnement intrieur (bton, briques, terre crue). Les caractristiques de nombreux matriaux seront prsentes dans la troisime partie du guide (voir tableaux du paragraphe 3.3.2). Les matriaux base de fibres organiques semblent avoir des caractristiques particulires du point de vue de linertie thermique. Les changes dhumidit entre la paroi et lambiance intrieure peuvent provoquer des effets thermiques de chaleur latente non ngligeable. Ce serait le cas des matriaux du type chaux-chanvre ou des matriaux base dagile, mais ces effets sont encore trop peu tudis et dpassent le cadre de ce document.

Yves Piron, architecte, Asbl EcoHom

Enduit chaux-chanvre au fond et enduit largile gauche.

Enduit largile.

Remarquons enfin quil nest pas toujours conseill davoir une forte inertie thermique. Les cas des locaux occupation intermittente demande parfois davoir une grande ractivit en termes de rgulation thermique. Ceux-ci doivent parfois atteindre une temprature confortable en un temps court (temprature de lair et temprature de surface), ce qui est plus difficile avec un local ayant une forte inertie. On pense par exemple aux salles deau, mais aussi aux classes dune cole. Dans ce cas, une inertie thermique rduite permet aussi de limiter la puissance de relance ncessaire du systme de chauffage.

7. Ces paramtres sont dfinis dans la premire partie du guide au paragraphe 1.3.3.

36


Pierre Deru, architecte

3

STRATGIES DE CONCEPTION ET DE RALISATION

Pour faire un choix raisonn de systme disolation par lintrieur, il est important de mettre en place une vritable stratgie ds les premires phases de sa conception et jusqu sa ralisation proprement dite, en envisageant mme de baliser les tapes ultrieures dutilisation du btiment ou de travaux dentretien ou de modification. Cette partie prsente les diffrentes tapes importantes de ce processus et lordre dans lequel il faudra les aborder. On verra que le choix du systme disolation par lintrieur ne peut tre envisag quaprs avoir analys en profondeur la situation existante sur laquelle il va falloir intervenir. Un relev prcis des parois existantes, du climat et de lexposition sera donc fondamental. Ltat gnral de conservation, ainsi que dventuels problmes dhumidit dj prsents avant les travaux, devra galement faire lobjet dune attention particulire. Lvaluation des caractristiques hygrothermiques des parois existantes est une tche difficile, mais qui aura des consquences importantes sur la qualit de lanalyse et du choix ventuel dun systme ou dun autre. De plus, une connaissance prcise des enjeux programmatiques et des exigences particulires des commanditaires est aussi fondamentale pour satisfaire leur demande. Ce nest qualors que le concepteur pourra aborder le choix proprement dit dun systme particulier : choix des matriaux, du type de mise en uvre et des performances. Ce choix impliquera des solutions constructives qui entraneront vraisemblablement des nuds constructifs spcifiques quil faudra alors analyser en dtail pour tenter de rsoudre ou dattnuer les problmes quils risquent dengendrer. Ainsi, aprs vrification du comportement des parois et des nuds constructifs, il faudra peut-tre revoir le choix qui a t fait et ladapter pour viter les risques hygrothermiques, chimiques ou mcaniques abords dans la partie prcdente. Une dernire tape fondamentale consiste vrifier que la mise en uvre est dune qualit irrprochable et quelle correspond bien ce qui a t prvu par le concepteur. Une prsence attentive et rpte chaque tape importante de la mise en uvre sera le meilleur moyen de se prmunir des dsordres lis une mise en uvre de mauvaise qualit. Enfin, il est toujours prfrable de sensibiliser les propritaires et occupants par rapport aux risques quils encourent ne pas veiller la bonne tenue dans le temps du systme disolation par lintrieur. Le suivi des consommations et les entretiens adapts ont, ce niveau, une importance significative.

3.1. ANALYSE DE L A SITUATION EXISTANTELanalyse de la situation existante est une tape prliminaire indispensable toute conception disolation. Pour concevoir lisolation par lintrieur dune paroi et en comprendre les phnomnes hygrothermiques, il est important de connatre la situation gnrale (climat intrieur et extrieur) ainsi que les caractristiques du mur existant et des matriaux ajouts. Dans ce chapitre sont abords tous les points touchants au contexte gnral et lenveloppe du btiment existant.

3.1.1 CONTEXTE DU PROJET Situation gnraleChaque projet est diffrent, les besoins du matre douvrage, ses exigences et son programme rduisent les possibilits offertes aux matres duvre. Ceux-ci doivent simprgner de lensemble des contraintes pour y rpondre au mieux. Ainsi, il est trs important de prvoir de se rendre sur le futur chantier pour pouvoir se faire une ide concrte de la situation initiale de lensemble du btiment. Les donnes suivantes doivent tre releves : Type de sol, pente et ruissellement, accs ; Situation, orientation, ombrage des autres btiments et de la vgtation ; Protections ventuelles par rapport au soleil, au vent, aux pluies battantes et lhumidit ascensionnelle ; tat de conservation (matriaux, systmes, rseaux) et valeur patrimoniale.

Climat extrieurLe climat extrieur, cest--dire la temprature et lhumidit, mais aussi lensoleillement, la pluie, le vent, la pression, ainsi que le contexte (orientation, voisinage, ombres portes) ont un effet important sur le comportement hygrothermique des parois. Ces conditions peuvent varier au cours du temps, et leur influence est parfois complmentaire, parfois contradictoire. Au plus dinformations on aura sur celles-ci, au plus prcis sera lanalyse du comportement des parois.

Orientation et exposition Pour Uccle, on remarque sur les schmas suivants que lensoleillement le plus favorable (schage, apports gratuits) est le sud. Par contre, lorientation la plus dfavorable pour la pluie (humidification et chaleur latente dvaporation) est le sud-ouest. Lun compensant partiellement lautre, le sud-ouest a t choisi comme orientation critique. Une autre orientation qui peut se rvler critique est le nord, car, si elle prsente peu de pluie ( Uccle), elle ne reoit que peu densoleillement direct et est donc globalement plus froide.

Rayonnement solaire et pluies battantes Uccle, Bruxelles.Source : Wufi

Pluie battante La quantit deau qui touche le mur a un impact trs important sur le profil dhumidit du mur (rpartition de la teneur en eau). Cette quantit peut tre estime suivant lorientation et linclinaison de la paroi.

Stratgies de conception et de ralisation

39

Rayonnement solaire Lintensit du rayonnement solaire, la couleur et lorientation des parois sont des paramtres importants. proprits gales (notamment la permabilit la vapeur et labsorption deau), on constate par exemple quau plus une paroi est fonce et rugueuse, au plus vite elle se chauffe et au plus vite elle schera. Vent Le vent augmente leffet de convection la surface des parois, ce qui renforce lchange thermique avec lair ambiant. Certains modles permettent de prendre en compte cette influence. Remarquons que la force du vent nest pas la mme selon laltitude, et, sur les btiments de grande hauteur, linfluence du vent est ds lors diffrente sur les parois des tages infrieurs que sur les parois des tages suprieurs.

Climat intrieurLe comportement hygrothermique des parois est aussi influenc par le climat intrieur. En effet, tous les transferts dhumidit et de chaleur qui se crent travers la paroi sont dus la diffrence de climat qui existe entre lextrieur et lintrieur. Si la prise en compte du climat intrieur et de la qualit de lair fait partie de lanalyse de ltat existant, il est important de noter que le climat intrieur sera certainement diffrent aprs la ralisation du systme disolation par lintrieur. De plus, le climat intrieur pourra tre diffrent dans chaque zone du btiment, voire dans chaque local. Les problmes de condensation ou de moisissures ne seront par exemple pas les mmes dans les pices chaudes (sjour) et dans les pices froides (chambres), dans les pices humides (salles de bains) et dans les pices sches. Diffrentes normes permettent de caractriser le climat intrieur selon le type dactivit, la charge en humidit (la production dhumidit est souvent lie loccupation), le niveau de ventilation, le type de systme de chauffage ou de conditionnement de lair qui prendront place dans la zone concerne. En Belgique, 4 classes de climat sont dfinies dans la NIT 215. Au niveau europen, citons la norme EN 13788 et la norme EN 15026. Lassociation amricaine ASHRAE a, elle aussi, dfini ses critres propres dans sa norme ASHRAE 160P.

3.1.2 CARACTRISTIQUES DU MUR EXISTANT Proprits de la maonnerieConnatre les proprits des matriaux composant le mur existant nest pas toujours vident. Le cas qui nous occupe est celui des murs pleins, maonns en briques pleines. La diversit des murs qui rpondent ce critre est plus grande quon ne pourrait le croire au premier abord. En effet, trois principales classes de briques pleines ont t identifies dans le bti existant en Belgique : Les briques moules la main anciennes , Les briques moules la main modernes , Les briques presses. Selon la provenance, et mme pour un site de production donn, selon le moment de la production, les caractristiques des briques varient, principalement en fonction de leur composition, du type de cuisson, du type de schage et de ltat de surface. Enfin, les caractristiques densemble de la maonnerie que ces briques composent, varient elles aussi selon lge du mur, le type de mortier utilis, les sollicitations ou dgradations que le mur a subies...40 Isolation par lintrieur des murs en briques

En cas de doute, certaines techniques relativement faciles mettre en oeuvre permettent dtudier les caractristiques des briques composant le mur existant. Celles-ci seront abordes ci-aprs. Une analyse pralable a montr que linfluence du type de mortier (mortier la chaux vs. mortier au ciment) est significativement moins importante que celle des paramtres hygrothermiques propres la brique elle-mme. Parmi ceux-ci, les paramtres relatifs aux transferts deau liquide sont prpondrants.

Rsistance thermiqueIl est important de connatre la conductivit thermique et lpaisseur du mur existant. Il est parfois ncessaire deffectuer un carottage afin dvaluer la densit de la brique et de pouvoir en dduire une conductivit thermique probable. La norme CEN TC 125 Annexe A donne une approximation des valeurs pour la conductivit thermique () et le coefficient de rsistance la diffusion de vapeur deau () selon la densit () de la brique. Malheureusement, une srie complte de valeurs relatives une brique donne (mme rcente) est encore rarement disponible. Lhumidit contenue dans les matriaux ayant un impact sur la conductivit thermique de ceux-ci, il est prfrable, dans le doute, de survaluer la conductivit thermique pour considrer cette influence.

Diffusion de vapeur deauCette valeur est trs importante pour valuer la quantit de condensats dans le mur et le potentiel de schage du mur. Ce coefficient est rarement connu pour les murs existants, mais il peut galement tre estim partir de la densit de la brique.

Transfert deau liquideIl est essentiel de caractriser le transfert deau liquide au sein de la structure poreuse des matriaux pour valuer les risques lis aux condensations et/ou aux pluies battantes. Leau prsente au sein des matriaux peut migrer ; cette migration dpend du type de matriau et de sa porosit. Une mthode approximative permet de dterminer le coefficient dabsorption, A, de la brique en plaant un chantillon du matriau dans une couche deau de 5 mm et en mesurant la quantit deau absorbe par celui-ci pendant 24 heures. Le coefficient dabsorption est le coefficient angulaire de la droite reprsentant lvolution de la masse de lchantillon en fonction de la racine carre du temps. Dans le cas dune rnovation, il ne semble toutefois pas toujours vident de prlever un chantillon de brique du mur pour pouvoir lanalyser. Une autre mthode, celle de la pipe de Karsten (ou pipe en verre) peut tre utilise pour dterminer le coefficient dabsorption A. Celle-ci est relativement peu prcise, mais permet de faire une mesure in situ sans avoir prlever un chantillon de mur. Elle consiste mesurer la quantit deau absorbe par la brique en fixant une pipe en verre, illustre ci-contre, la surface du mur existant laide dun mastic souple prform assurant la tenue et ltanchit. La colonne deau est remplie jusquau niveau zro et lon mesure lvolution du niveau deau en fonction du temps grce aux graduations du tube. En gnral, plusieurs mesures doivent tre ralises pour amliorer la prcision (idalement sur la brique, ou la pierre, et sur le joint).

Q [ N/m

45 mm

27 mm 0.5

Mesure de labsorption deau laide dune pipe de Karsten.Source : CSTC - NIT 224 Hydrofugation de surface, juin 2002.

98 mm 1

Q = pressio surface v = vitesse perpen


41

Teneur en eauSi la distribution de la temprature au sein du mur sadapte assez vite, la distribution de la teneur en eau, elle, pourra mettre plusieurs mois, voire plusieurs annes pour retrouver un nouvel quilibre aprs la ralisation du systme disolation par lintrieur. Il est donc important de tenir compte de ltat initial du mur en termes de rpartition de lhumidit afin didentifier dventuels problmes dhumidit prsents avant la ralisation du systme disolation par lintrieur. En effet, le mur peut avoir subi des problmes dhumidit au cours de sa vie : remontes capillaires, fuites de canalisation, dsordres dans lgouttage des eaux de toitures La source dhumidit a peut-tre disparu, mais le problme ne sest peut-tre pas encore rsorb et peut provoquer un comportement atypique du mur aprs la ralisation du systme disolation par lintrieur. Il est donc fortement conseill de raliser une mesure de lhumidit, soit par carottage, soit de faon non destructive, grce un instrument de mesure prvu cet effet. Trois grands types dinstrument existent, mesurant soit une variation de conductivit lectrique, soit une variation de capacit lectrique, soit encore une variation de rponse magntique entre le matriau sec et le matriau humide.

3.1.3 DTECTION DES PONTS THERMIQUESEn rnovation, il est essentiel de raliser une tude spcifique de cette problmatique. Pour commencer, une recherche exhaustive des ponts thermiques existants devra tre ralise laide des outils adquats : thermographie, thermomtres de surface, etc. La thermographie nest toutefois possible que par des tempratures extrieures basses (hiver). Une fois les ponts thermiques localiss, il faudra tudier les solutions pour les supprimer ou au moins les attnuer. Il nest pas vident de rsoudre lensemble des ponts thermiques, surtout en rnovation lorsque laspect extrieur et/ou intrieur de la paroi doit tre prserv. Des pistes de solutions seront prsentes au chapitre 3.4.

La thermographie peut rvler des ponts thermiques au droit des dalles de sol et des linteaux en bton.Source : www.flir.com.

42


3.2. CONCEPTION DU SYSTME DISOL ATION PAR LINTRIEURUne fois que lon a une bonne vision densemble de la situation existante, il sagit de dfinir les bases de la conception du projet disolation. On se questionnera dabord sur lintrt de rnover plutt que de reconstruire. Ensuite, on envisagera dautres solutions que lisolation par lintrieur (isolation par lextrieur ou par remplissage de la coulisse). Ce nest qualors quon entamera la conception proprement dite du systme disolation par lintrieur en fixant les performances thermiques atteindre, le mode constructif et le type de matriau. Le choix de la membrane pour rguler la vapeur devra se faire aprs une analyse prcise de ses consquences. Enfin, il faudra galement vrifier que les systmes de chauffage et de ventilation conviennent la situation rnove et de prvoir des adaptations et/ou des nouvelles installations si ncessaire.

3.2.1 PRLIMINAIRES Bilan cologique et choix du systmeA priori, le bilan cologique dune rnovation semble favorable vu que lexistant est en quelque sorte recycl . Cependant, cela dpend de ltat initial du btiment et des performances que lon souhaite atteindre. Par exemple, pour aller jusquau standard passif, il est souvent ncessaire dintervenir de faon plus pousse sur la structure du btiment, ce qui implique davantage de dmolitions et de reconstructions et donc un alourdissement du bilan nergtique et environnemental global. Si lon opte pour une rnovation, il est important de voir si lisolation par lintrieur est la seule solution envisageable. En effet, comme nous lavons vu dans la premire partie du guide, cette technique comporte de nombreux risques et tant la conception que la mise en oeuvre des dtails devront faire lobjet dune attention particulire. Vu les difficults techniques et les limites defficacit pouvant tre rencontres au niveau de lisolation par lintrieur, il peut parfois savrer plus intressant tant au niveau conomique qucologique de dmolir et de reconstruire plutt que de rnover. Il convient donc de se poser la question, du moins face aux btiments ne prsentant pas dintrts techniques, esthtiques ou patrimoniaux.

Niveau de performance thermiqueLa premire tape consiste fixer les objectifs de performance thermique que lon souhaite atteindre. En rnovation, surtout dans les btiments classs, il nest pas toujours possible darriver un coefficient de transfert thermique de 0,4 W/m. K. Les paisseurs disolation poses du ct intrieur sont souvent limites, que ce soit pour prserver lesthtique des parois (moulures...) ou lhabitabilit des espaces quand ceux-ci sont dj exigus. Toutefois, mme quand la norme nimpose pas datteindre des performances pousses, le fait disoler au mieux permet de pallier les principales insuffisances de lenveloppe, damliorer le confort des occupants et dconomiser lnergie. Si les paisseurs mises en oeuvre sont trs faibles, on ne parlera plus disolation, mais plutt de correction thermique . Bien que leffet de celle-ci soit limit, il nest pas ngligeable vu que ce sont les premiers centimtres disolant qui sont les plus efficaces.


43

Il est parfois aussi intressant denvisager une isolation partielle de lenveloppe. Les images ci-dessous illustrent par exemple un cas o seules les allges ont t isoles afin de prserver la symtrie des moulures au plafond. Les performances thermiques de cette maison ont t amliores malgr le fait que seule une partie de la faade rue ait pu tre isole.8

Aline Branders

Une isolation correctement mise en oeuvre permettra, outre lamlioration des performances thermiques, une augmentation de la temprature de surface qui diminuera le risque de condensation de surface et de moisissures et augmentera la sensation de confort. Le fait disoler un mur existant par lintrieur provoque, on la vu, un refroidissement global du mur par rapport la situation initiale. Au plus on isole, au plus ce phnomne se renforce et au plus il risque de provoquer une humidification du mur par rduction de son potentiel de schage et une augmentation des risques lis la condensation interne. Le niveau de performance thermique choisi lors de la ralisation dun systme disolation par lintrieur a donc une importance significative sur le comportement du mur.

3.2.2 SYSTMES 9 ChauffageSi aucun systme de chauffage nexistait avant les travaux disolation, il faut prvoir une nouvelle installation complte permettant de maintenir des tempratures intrieures confortables pour les habitants. Un choix adquat ne pourra se faire quen connaissant la performance densemble du btiment. Si des corps de chauffe sont ncessaires, il est prfrable de les placer le long des parois les plus froides afin daugmenter leur temprature de surface et de rduire les risques de condensation. Si un systme existait dj, il est souvent ncessaire de ladapter pour sassurer que celui-ci convient la nouvelle situation. En effet, linstallation risque dtre surdimensionne par rapport aux besoins qui auront baiss grce lisolation de lenveloppe.

8. Pour plus dinformations sur ce projet, voir : http://www.lehr.be/FR-P-DeNys.htm. 9. Ce paragraphe dpasse le cadre de ce guide. Des informations plus dtailles relatives la conception du chauffage et de la ventilation en rnovation sont reprises dans de nombreux documents. Citons par exemple le projet LEHR (Low Energy Housing Retrofit), o diffrents documents ont t produits dont un Guide de la rnovation basse nergie des logements en Belgique ralis par Architecture et Climat et un guide technique ralis par le CSTC dont un chapitre est ddi la ventilation et un autre au chauffage. Tous ces documents sont tlchargeables sur le site Internet : http://www.lehr.be. De nombreuses information sur ces sujets peuvent galement tre trouves dans loutil Energie +, ralis par Architecture et Climat et accessible sur le site Internet : http://www.energieplus-lesite.be. Cet outil trate de la conception et la rnovation des btiments tertiaires mais certains principes peuvent tre gnraliss au logement.

44


Ann De Nys

La qualit dune installation de chauffage est dfinie par la qualit du systme de production de chaleur, de la distribution, du systme dmission ou des corps de chauffe, et de la rgulation. Chacun de ces aspects devra tre analys pour vrifier quil convient la nouvelle situation, aprs la ralisation du systme disolation par lintrieur. Une installation performante, bien entretenue et bien rgule permettra des conomies dnergie importantes.

VentilationVentilation hygini

guide isolin oct2010 web (1)

Documents