l'humidité dans l'habitat

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Leh

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Intr

oduc

tion

à l’

hum

idit

é da

ns

l’hab

itat

.

1

L’HUMIDITÉL’HUMIDITÉ

dans dans l’HABITATl’HABITATTitre général

Yves

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hum

idit

é da

ns

l’hab

itat

.

2

L’hypothèse de travailL’hypothèse de travail « Les maisons anciennes sont

humides »(citation connue) Et pourtant :

Les Anciens n’étaient pasplus masochistes que nous.

Ils cherchaient aussi leur confort. Donc ils n’ont pas construit leur

habitatpour qu’il soit humide.

Pourquoi , souvent, de nos jours,cet habitat est-il humide ?

Hypothèse 2

Yves

Leh

uen,

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é da

ns

l’hab

itat

.

3

L’hypothèse de travailL’hypothèse de travail

L’environnement et Les conditions de vie.

Il faut d’abord essayer de trouveret supprimer les CAUSES

Plutôt que de dissimuler les EFFETS.

C’est que quelques choses ont changé :

D’où vient cette humidité ?

Changem

ent

Yves

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ns

l’hab

itat

.

4

On supposera que toutes les vérifications ont été faites sur le bon état et le bon fonctionnement :•de la couverture,•des noues,•solins,•gouttières,•descentes,•regards,•drains,•menuiseries,• …

•Que la maçonnerie ne présente pas de désordres

•Qu’il n’y a pas de fuite de plomberie

•Que la maison est normalement chauffée et ventilée

D’où vient donc cette humidité ?

D’abord et avant tout :

Vérification bâtim

ent

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Cam

éra infrarouge

La caméra infrarouge permet un gain de temps et une certaine précision en sondages non destructifs.

L’eau conduit la chaleur doncles matériaux mouillés sont moins isolants.

Photo prise en intérieur : pont thermique en bleu.Photo prise en extérieur : pont thermique en rouge.

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Hum

idité du bois

La mesure du taux d’humidité des matériaux est autre moyen de contrôle :

Si le matériau est plus humide que son point d’équilibre, c’est qu’il y a un problème …

Yves

Leh

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7

Au début est le cycle de l’eau …

Humidité dans l’AIR

Humidité dans le SOL

Jouons d’abord avec l’AIR, et gagnons des millions !

Cycle de l’eau

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l’hab

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.

8

Qui veut gagner des millions ?

Qu’est-ce qui pèse plus lourd qu’un litre d’air humide ?

Un litre d’air…

A - …d’opéra

B - …du temps

C - …sec

D - …de famille

Millions Q

uestion

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Qui veut gagner des millions ?

Qu’est-ce qui pèse plus lourd qu’un litre d’air humide ?

Un litre d’air…

A - …d’opéra

B - …du temps

C - …SECSEC

D - …de famille

À température égale,À température égale,l’AIRl’AIR SEC SEC est plus est plus LOURDLOURD que l’AIR que l’AIR

HUMIDEHUMIDE

Millions R

éponse

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Air pur : 1,293 gramme / litre

Vapeur d’eau : 0,808 gramme / litre

( 5 / 8 du poids de l’air )

À 0°C et 76 cm de mercure

C’est comme çà, même si cela nous parait bizarre !!!

La vapeur d’eau n’est pas forcément chaude,Et l’air froid pas forcément humide…

Poids Vapeur Eau

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11

Comment çà marche

?

Quelques définitions :

Air : mélange de plein de choses en proportions variables.

Humidité absolue :nombre de grammes de vapeur d’eau dans un mètre cube d’air.Saturation : Humidité absolue maximum que peut contenir l’air en fonction de la température.

Humidité relative :Humidité absolue , en % pour T° donnée Saturation

Définitions A

ir

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Mollier

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13

1192

40 %

1176

100 %1205

1293

En utilisant les lignes de masse spécifique,on retrouve notre question de « Qui veut gagner des Millions ? »

Masse Spécifique

Monsieur Mollier a ajouté les lignes de poids de l’air …

Yves

Leh

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14 L’air à 25° et 20% Hr pèse autant que l’air à 21° et 80% Hr !Donc l’air chaud ne monte pas forcément …

21° 25°

25°20% = 21°80%

Mais attention …

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15

22°

60% 10 g

10,5°

8 g

Monsieur Mollier a aussi ajouté d’autres lignes :jouons maintenant avec le poids de vapeur d’eau …

Point de Rosée

Condensation

Pour une pièce non habitée de 5 x 5 x 3 m,Cela représente environ 180 g d’eau …

Humidité absolue : nombre de grammes de vapeur d’eau dans un mètre cube d’air.

Condensation

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16

Mais c’est pas tout, mais c’est pas tout…Il y a aussi l’être humain qui influe sur le systèmeen dégageant de la chaleur et de l’humidité …H

umidité H

omm

e

chaleur sensible kcal/h

grammes d'eau /h


grammes d'eau /h


grammes d'eau /h


grammes d'eau /h


grammes d'eau /h


grammes d'eau /h

Assis au repos 97 82 26 78 33 74 40 64 58 57 70 40 98

Debout au repos 109 91 31 85 42 78 54 68 72 57 91 40 122Employé, activité modérée 124 100 42 92 56 83 72 70 95 57 117 40 147Vendeur debout au comptoir peu actif 150 112 67 99 89 87 110 69 142 57 163 40 200Vendeur debout au comptoir très actif 166 116 88 103 110 93 128 73 163 57 191 40 227

Marche à 3,2 km/h 192 130 109 115 135 104 154 80 196 63 226 44 260Mécanicien ou peintre en bâtiment 216 142 130 125 160 112 182 87 226 70 256 45 300Serveur restaurant très actif 252 156 168 136 204 121 230 96 274 82 298 60 337

Marche à 3,8 km/h 265 163 179 142 216 127 242 102 286 87 312 64 353Marche à 6,4 km/h, danse 350 205 255 175 307 155 342 130 386 115 412 88 460

Individus normaux, 1,80 m²/individu, pour une humidité relative entre 30% et 60%. Occupation féminine : réduire de 20%. Enfants de -20% à -40% suivant âge.

Source : A.I.C.V.F., F2, page 24

Chaleur & humidité dégagées par les

occupants,Activité

Chaleur totale

dissipée kcal/h

température sèche 15°C






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L’humain réagit aussi àLa sensation de confort thermique qui dépend :de la températurede l’écart de température

tête / piedsde l’humidité relativedes courants d’airde l’effet de paroi froidede ses sentiments amoureuxde ses vêtementsdu rayonnement solairede sa fatiguede son âgede son sexe

Sensation confort

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N’oublions pas certains principes de base :La chaleur va toujours du chaud vers le froid.

Les déperditions de chaleur

d ’un bâtiment

Sols

: 16%

Toits

: 30

%

Murs : 16%

Ouvertures : 13%Renouvellement :

20%

Isoler c’est seulement freiner la sortie de chaleur.

Alors portez plutôt des vêtements chauds !

D’autant plus qu’on veut vivre dans du bâti ancien avec le «confort» du neuf.

Isoler = freiner

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Développement des acariens

Développement des bactéries et microchampignons

Zone de sécheresse

« Polygone de confort hygrothermique »

Confort et Santé

Santé Hum

ain

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Développement des champignons et insectes xylophages

Santé du BâtiC’est le royaume de la mérule, des moisissures,des insectes xylophages et des termites …

La zone de danger est la même que pour l’homme.

Sante Bâti

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L’enjeu est d’importance !

Nous allons donc voir de plus près comment tout

cela marche.

Transition

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22

HumiditéHumidité ÉchangesÉchanges

Perméance

Pression devapeur

Chan

gem

ents

d ’é

tats

pos

sibl

es :

Cond

ensa

tion

ou

évap

orat

ion

Pression devapeur

Comme P 1

Comme P 1

Comme A 2

Comme A 1

mai

s va

leur

s di

ffér

ente

s

ParamètresParamètresphysiquesphysiques

Humidité absolueTension de saturation

Humidité relative

PorositéPerméabilité

Humidité absolueTension de saturation

Humidité relative

Comme P 1

Comme P 1

Comme A 2

Comme A 1

Pression de vapeur d’eau

Humidité relative

Aération

Zone

Zone

A 1

A 1

A1A1A

2A

2A

3A

3P2P2

P3P3P1P1

ChaleurChaleurÉchangesÉchanges

Conduction,gradient detempérature

Convection etrayonnement

Convection etrayonnement

Comme P 1

Comme P 1

Comme A 2

Comme A 1

mai

s va

leur

s di

ffér

ente

s

ParamètresParamètresphysiquesphysiques

Résistances• surfacique• thermique• surfacique

Température

Températuresurfaciqueintérieure

Températuresurfaciqueintérieure

Température

Comme P 1

Comme P 1

Comme A 2

Comme A 1

Diagramme Yves Diagramme Yves LEHUENLEHUEN

Paroi

Fenêtre

Conduction

Convection

Rayonnement

HumainHumain

AtmosphèreAtmosphère

AtmosphèreAtmosphère

Air chaufféAir chauffé

Air non chaufféAir non chauffé

Humidité & Chaleur

Echange total

Comme la chaleur et l’humidité sont liées,Le schéma complet est donc celui ci :

Yves

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Tous ces paramètres peuvent être à peu près connus et maîtrisés pour de la construction neuve.Les DTU des différents corps d’état sont étudiés aussi dans leurs interactions.

Dans le cas du bâti ancien, la connaissance reste plus qualitative que quantitative.D’où la prudence à avoir avant d’appliquer les DTU au bâti ancien …

Calculez la porosité et la perméabilité de ce mur …

Dtu

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24 Pression de vapeur à saturation1,61,751,912,082,272,472,692,943,193,473,784,074,374,75,035,45,796,216,657,137,638,158,759,359,9710,611,412,112,913,8

14,715,6

16,617,7

18,820

21,422,6

2425,6

0 10 20 30

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28En millimètre de

mercure

Tem

péra

ture

°C Tension de vapeur

Pression de vapeur à saturationx Humidité Relative

Loi d’équilibre des gaz :Les tensions de vapeur

finissent toujours par s’équilibrerentre deux récipients reliés.

Démonstration

Tension de Vapeur

Autre phénomène physique important :

La Tension de Vapeur

+

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Départ Ps x Hr = TvPièce T° Ps Hr Tv

Cuisine 20 °C 14,70 mmHg 75% 11,03 mmHgDébarras 10 °C 7,63 mmHg 75% 5,72 mmHg

Loi d'équilibre des gaz : Tv = ( 11,03 + 5,72 ) / 2 = 8,37 mmHg

Arrivée Tv / Ps = HrPièce T° Tv Ps Hr

Cuisine 20 °C 8,37 mmHg 14,70 mmHg 57%Débarras 11 °C 8,37 mmHg 8,15 mmHg 103%

Savoir 11,37 °C Point de rosée dans le débarrasPrévoir 12,77 °C Marge pour Hr à 90%

Départ Ps x Hr = TvPièce T° Ps Hr Tv

Débarras 11 °C 8,15 mmHg 103% 8,37 mmHgExtérieur 10 °C 7,63 mmHg 80% 6,10 mmHg

Loi d'équilibre des gaz : Tv = ( 8,37 + 6,10 ) / 2 = 7,24 mmHg

Arrivée Tv / Ps = HrPièce T° Tv Ps Hr

Débarras 10 °C 7,24 mmHg 7,63 mmHg 95%Extérieur 10 °C 7,24 mmHg 7,63 mmHg 95%

Savoir 9,22 °C Point de rosée dans le débarras

Pression de vapeur à saturation1,61,751,912,082,272,472,692,943,193,473,784,074,374,75,035,45,796,216,657,137,638,158,759,359,9710,611,412,112,913,8

14,715,6

16,617,7

18,820

21,422,6

2425,6

0 10 20 30

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28En millimètre de

mercure

Tem

péra

ture

°CPièce-D

ébarras

Attention : ce calcul est simplifié et ne tient pas compte de la variation des autres paramètres

Il faut donc prévoirun minimum de chauffage,

à moins qu’on ne ventile le débarras…

Yves

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Nous venons de voirle transfert d’humidité par l’air …

Mais que se passe-t-il dans le mur

?…. Le diagramme de GLASER (ou GLAZER)

Glaser

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Le diagramme de GLASER (ou GLAZER)

Intérieur Extérieur

Les matériaux se Les matériaux se caractérisent par une caractérisent par une propriété thermique :propriété thermique :La conductivité La conductivité λλ(en W/m/C°)(en W/m/C°)qui permet de tracer qui permet de tracer une courbe de une courbe de température dans le température dans le mur.mur.

T°

Profil Température T°CProfil Température T°C

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Pression de vapeur saturantePression de vapeur saturante




La La pression de vapeur pression de vapeur saturantesaturante est fonction est fonction de la température.de la température.(voir quelques diapos avant)(voir quelques diapos avant)

Nous pouvons aussi Nous pouvons aussi dessiner la courbe de dessiner la courbe de tension de vapeurtension de vapeur réelle …réelle …

Pv saturante

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Tension de vapeur réelleTension de vapeur réelle


Les matériaux Les matériaux réagissent aussi à la réagissent aussi à la pénétration de vapeur pénétration de vapeur d’eau :d’eau :la perméabilité la perméabilité ππ (en kg/s/m/Pa)(en kg/s/m/Pa)est la quantité de est la quantité de vapeur qui traverse :vapeur qui traverse :- en une unité de - en une unité de temps, - une épaisseur temps, - une épaisseur de l m de matériau,de l m de matériau,- pour une différence - pour une différence de pression partielle de pression partielle de l Pa de l Pa

Pv Réelle

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Dans ce cas tout va Dans ce cas tout va bien,bien,Mais supposons que le Mais supposons que le taux d’humidité taux d’humidité intérieur soit plus intérieur soit plus important … important …

3 Courbes O

K



Ou que les paramètres Ou que les paramètres des matériaux soient des matériaux soient mal maîtrisés … mal maîtrisés …

Yves

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31




Le diagramme de Le diagramme de Glaser permet de Glaser permet de visualiser visualiser l’emplacement des l’emplacement des zones de condensation zones de condensation ! !

3 Courbes condensation


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32


Cette présentation est simplifiée.Il faut en plus tenir compte d’autres paramètres :Chaleur massique, Diffusivité, Effusivité.

Loi de Fick

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idit

é da

ns

l’hab

itat

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Et un certain Nicolas Mouget (ingénieur construction bois) en a même fait un classeur Excel que vous trouverez sur le CDdistribué lors de la formation proposée par l’ANOFAB …

Tableur Mouget

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La définition de la perméabilité inclus le facteur temps.La simulation précédente montre le système à l’équilibre final en ignorant les étapes intermédiaires.

On peut aller encore plus loin :L’Institut de Recherche sur la Construction (IRC) du Canada a mis au point un simulateur en conditions réelles.

IRC

http://www.nrc-cnrc.gc.ca/fra/projets/irc/hygirc/demo.htmlhttp://www.nrc-cnrc.gc.ca/fra/projets/irc/hygirc/demo.html

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On fabrique son mur, comme précédemment, et on l’oriente .

On utilise une base de données météo pour le lieu donné.

On utilise, ou on fabrique, une base de données du climat intérieur de l’habitat.

IRC

Données

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Et on laisse l’ordinateur mouliner …..

On obtient les teneurs totales en eau au fil du temps.

Et on peut même observer le détail à l’intérieur du mur …

IRC

Résultats

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Ceci n’était qu’un bref aperçu d’un des éléments de confort et/ou de désordres dans le bâti (ancien) : l’humidité dans l’air.

Passons maintenant àl’humidité dans le sol :

Hum

idité Sol

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Les paramètres influents,et qui peuvent avoir changé sont :

La topographie

La perméabilité du sol

La couverture végétale

Les facteurs climatiques

Paramètres

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Les facteurs climatiques

On ne peut que subir,mais il y a des moyens de rusersur leurs conséquences…

Aux abords de la construction, et plus loin si possible :

Adapter la couverture végétale Adapter la perméabilité du sol Adapter la topographie

Clim

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La couverture végétale

Elle a vraisemblablement changé,voici par exemple les ruissellements d’eau en fonction de la nature du sol

Et le rapportruissellement / infiltration pour différentes couverture végétales :

Forêt 2 %Prairies 5 %Culture du blé 25 %Culture du maïs 50 %

Couverture V

égétale

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Et l’environnement végétal

Sans commentaire …

Environnement V

égétal

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La perméabilité des sols

Augmenter la perméabilité du sol,par un travail approprié du sol:

créer des fissures dans les sols tassés. incorporer de la matière organique. stabiliser les complexes argilo-humiques

(amendements). assurer une rotation des cultures qui ont

des systèmes racinaires et des résidus organiques différents(mais là il faut être bien avec son voisin agriculteur…).

Perméabilité Sols

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La topographie

Voici deux exemples simples d’adaptation du terrain pour éviter les ruissellements en amont du bâtiment :

http://www.u-picardie.fr/~beaucham/mst/eau-sol.htm

Topographie

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Un autre grand classique de la modification invisible de la topographie :La tranchée pour adduction d’eau ou d’électricité.

Avant la tranchéeLa tranchéeAprès la tranchée

Tranchée 1

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Une bonne tranchée ?

Des solutions ?

Tranchée 2

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La meilleure tranchée ?

Une autre solution ?

Tranchée 3

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Les remontées capillaires :

Si malgré toutes ces (non)interventions,Les « remontées capillaires » persistent,Il faut trouver des solutions qui se rapprochent de plus en plus des effets.

Les causes possibles en sont : La pression de l’eau dans le sol Les pressions osmotiques des sels

minéraux La porosité des matériaux Les différences de potentiels

D’abord, attention à un contresens possible :

Rem

ontées Capillaires

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Condensation ou remontées capillaires ?Voici un test facile à mettre en œuvre :

Polyane, environ 1

m²

Scotch orange

Si l’humidité est entre le polyane et la paroi :L’humidité vient de la paroi.Si la paroi est plus sèche sous le polyane :L’humidité vient de l’air ….C.Q.F.D. (Ce Qu’il Fallait Démontrer)

Polyane

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S’il s’agit d’humidité par le support, il fautRetrouver

la perméabilité d’originedes parois et des sols !

Virer les enduits étanches,et les hydrofuges mal appliqués.Faire des enduits perméables,Étudier une bonne ventilation.

Enduits

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Intérieur

L’enduit d’usure perméable

sansAvec

Enduit Usure 1

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Une illustrationde remontées par pression :Le couple Terrasse et Salle de bainsAvant l’achat de la petite merveille :

Soleil de Printemps

Sol en terre

Mur

en

pier

re m

onté

à la

ch

auxCarrelage

poreux

TOUT VA BIEN !

Terrasse 1

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Oui, mais il nous faut une salle de bains !« Pas de problème, ma petite dame ! »clame le premier artisan …

Dallage sur chape béton, isolation et carrelage au mur.

Les choses se compliquent !Terrasse 2

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Oui, mais il y a de la boue dehors !« Pas de problème, ma petite dame ! »clame le deuxième artisan …

Soleil du Printemps suivant

Dallage sur chape béton

La situation devient grave !Terrasse 3

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Oui, mais les bas de murs s’abîment !« Pas de problème, ma petite dame ! »clame le troisième artisan …

Soleil du troisième Printemps

Rejointoiement ou enduit ciment

La situation devient très grave !Terrasse 4

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Oui, mais c’est tout cassé !« Pas de problème, ma petite dame ! »clame l’expert …

Soleil du quatrième Printemps

« Ce n’est pas de notre faute, clament les artisans …Ce sont des remontées capillaires ! »

D’accord, mais créées par ces interventions !Qu’aurait-il fallu faire ? Suivre la journée de formation complète pour avoir quelques solutions …

Terrasse Dégats

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Pour les vraies remontées capillaires :

Pour information,Les procédés électriques basés sur les différences de potentiels,ont le mérite d’être non traumatisants(car extérieur au bâtiment) et réversibles.

La natureRéaction électrique

Les barrières chimiques ?Les feuilles de plomb ?Les électrodes dans les murs ?

Prudence avec les procédés non réversibles !

http://www.geco.fr/F/mtprincipe.htm

Vraies rem

ontées

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Alors, Alors, soignons les soignons les causescauses et non les effets. et non les effets.

Il est impossible d’être Il est impossible d’être sûr d’une étanchéité. sûr d’une étanchéité. (D’ailleurs faut-il être étanche ?)(D’ailleurs faut-il être étanche ?)

Le plus important c’est Le plus important c’est que l’eau ou l’humidité que l’eau ou l’humidité puisse puisse ressortir ressortir facilementfacilement..

Colom

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Je résume : L’air humide est plus légerque l’air sec. Penser au point de rosée. Isoler c’est seulement freinerla sortie de chaleur. Par où peut ressortir l’humidité ? L’origine du désordren’est pas forcément à l’emplacement du symptôme. Soigner la cause et non l’effet.

Résum

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Merci

l'humidité dans l'habitat

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