Les grands principes de la dynamique des moisissures et de l’humidité dans le bâtiment
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L'humidité dans les bâtiments contribue grandement à la croissance des moisissures, aux atmosphères malsaines et à la mauvaise qualité de l'air intérieur
Le mouillage des murs des bâtiments par la pluie et les fuites d’eau sont les principales causes d’infiltration, tout comme la production excessive d’humidité à l’intérieur. Les mesures préventives et correctives comprennent une conception parfaitement étanche à l’eau de pluie; la prévention des mouvements d’air incontrôlés; la réduction de la teneur en humidité de l’air intérieur; la réduction de la diffusion de vapeur d’eau dans les murs et les toits; la sélection de matériaux de construction ayant des caractéristiques de “transmission” d’eau appropriées; et un contrôle de qualité de la bonne fabrication sur le terrain.
Une méthode efficace pour empêcher l’intrusion d’eau de pluie dans les murs est l’utilisation d’un pare-pluie, qui comprend un revêtement, un espace ou lame d’air, un plan de drainage et un mur de support étanche à l’air pour offrir de multiples niveaux d’évacuation à l’humidité.
Le principe du pare-pluie consiste à séparer la surface d’un mur de l’eau de pluie et d’également stopper l’infiltration d’air. En termes de construction, cela signifie qu’il faut concevoir une couverture extérieure qui rejette l’eau de pluie mais laisse l’air circuler librement, et un plan intérieur qui est relativement étanche.
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La moisissure
Les moisissures font partie de l’environnement naturel et sont présentes partout. Elles ne sont généralement pas un problème à l’extérieur. La communauté médicale semble divisée en ce qui concerne la dangerosité des moisissures, mais semble s’accorder sur le fait que certaines personnes allergiques sont sensibles aux moisissures et que, chez les personnes sensibles, les moisissures peuvent entraîner des maladies respiratoires. Le problème avec la moisissure est donc de la contrôler dans des limites acceptables.
Pour se développer ou s’établir, la moisissure nécessite quatre éléments: les spores de moisissure, la matière organique (comme le bois, le papier et les cloisons sèches), l’humidité et la chaleur. Il est à noter que la simple présence d’air humide ne favorise pas nécessairement la croissance de moisissures, sauf lorsque de l’air avec un taux d’humidité relative (HR) égal ou supérieur à 80% est en contact avec une surface. Portées par les courants d’air, les spores de moisissures peuvent atteindre toutes les surfaces et cavités des bâtiments. Si ces surfaces et / ou cavités sont chaudes et contiennent les bons nutriments et la bonne quantité d’humidité, les spores de moisissure vont se développer et détruire progressivement les éléments sur lesquelles elles se développent. Pour contrôler la croissance des moisissures, les concepteurs doivent se concentrer sur le contrôle de l’humidité à l’intérieur et sur les températures de toutes les surfaces, y compris les surfaces interstitielles à l’intérieur des murs.
En plus de la moisissure, d’autres organismes tels que les bactéries, les acariens, les cafards et les insectes connus pour infester les bâtiments dépendent également de l’humidité. Enfin, une teneur élevée en humidité excessive des isolants thermiques réduit les taux d’isolation efficaces jusqu’à 50%. Pour toutes ces raisons, le contrôle de l’humidité doit être une considération primordiale à la fois dans la conception des nouveaux bâtiments et dans la rénovation des structures existantes.Attardons-nous maintenant sur les sources d’humidité excessive et sur certaines stratégies pour empêcher l’infiltration d’eau dans les bâtiments.
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Concepts Et Définitions De La Dynamique De L'humidité
Psychrométrie : L’étude des mélanges air-eau est appelée psychrométrie. La relation entre la température de l’air et sa teneur en humidité a été codifiée dans un diagramme appelé tableau psychrométrique qui est indispensable pour comprendre la condensation. Entre autres, il indique la température du point de rosée de tout mélange air-vapeur d’eau.
La perméabilité à la vapeur et la perméance : La perméabilité est une propriété qui dépend du matériau et qui multipliée par la différence de pression permet de calculer un flux (loi de Darcy); la perméance est, pour simplifier, la quantité d’eau que peut absorber un matériau.
Ralentisseurs de vapeur et d’air ou pare-vapeur : Des matériaux qui inhibent le flux incontrôlé d’air et de vapeur d’eau à travers l’enveloppe du bâtiment:
- Pare-vapeur: Membrane ou film de peinture ayant un taux de transmission de vapeur d’eau très faible, utilisé pour réduire le taux et le volume de diffusion de vapeur d’eau à travers les plafonds, les murs ou les planchers. Les membranes sont généralement des matériaux flexibles minces, tels que le polyéthylène, tandis que les revêtements sont généralement de composition asphaltique, résineuse ou polymère et appliqués à la truelle ou au pinceau
- Retardateur d’air: membrane ayant une perméance à la vapeur d’eau limitant le débit d’air et utilisée pour réduire l’infiltration et l’exfiltration d’air à travers un ensemble de construction, tout en permettant à la vapeur d’eau de se diffuser facilement. Un type courant de retardateur d’air est composé de polyoléfine renforcée de fibres. Tous les joints des ralentisseurs d’air doivent être scellés pour créer un ralentisseur d’air efficace. Un matériau doit avoir une cote de perm de 5,0 ou plus pour être considéré comme un retardateur d’air. Pour qu’il soit possible de sceller correctement un ralentisseur d’air, le mur doit être minutieusement préparé.
- Retardateurs air / vapeur: membrane répondant à la résistance à la vapeur d’eau d’un retardateur de vapeur combinée aux caractéristiques d’infiltration d’air d’un retardateur d’air, utilisée pour limiter à la fois le débit et le volume d’air et de vapeur d’eau à travers les plafonds, les murs et les éléments de plancher . Les pare-air / vapeur peuvent être fabriqués à partir de polyéthylène, de polystyrène extrudé, de mousses recouvertes de papier d’aluminium et de revêtements extérieurs. Tous les joints des pare-air / vapeur et les ouvertures, y compris les fenêtres, les portes, les prises électriques, les tuyaux de plomberie et les évents doivent être scellés de manière efficace. Les exigences de détail et d’installation pour les retardateurs d’air / vapeur sont les mêmes que pour les retardateurs d’air.
Mouvement d’humidité: L’humidité peut traverser et pénétrer dans les composants du bâtiment de trois manières principales: par l’impact ou une fuite d’eau de pluie, par le mouvement d’air chargé d’humidité et par diffusion.
- Impact et fuite des eaux de pluie : La pluie est fréquente en Belgique, les fuites et les impacts des gouttes d’eau de pluie sont potentiellement les plus grands contributeurs à l’infiltration d’eau dans les éléments de construction. À moins qu’un toit ou un mur ne soit sérieusement détérioré, l’eau de pluie a tendance à pénétrer par des endroits ponctuels, qui peuvent facilement être identifiés et traités. Les pluies violentes accompagnées de forts vents qui sont suivies d’un temps sec, permettront au mur ou au toit de sécher.
- Mouvement de l’air humide : en raison des différences de pression, de l’air circule à travers les murs des bâtiments. En raison de l’action du vent, de l’effet de cheminée ou de l’action de la ventilation mécanique. Le transport de masse d’eau contenue dans l’air est potentiellement le deuxième mécanisme le plus important d’intrusion d’humidité dans les murs et les toits des bâtiments. Cependant, la différence de pression de l’air et les mouvements d’air et d’humidité dans ou hors de l’enveloppe du bâtiment peuvent changer considérablement en fonction de la direction et de la vitesse du vent.
- Diffusion de vapeur : Les différences de pression de vapeur d’eau entre l’intérieur et l’extérieur de l’enveloppe du bâtiment font que la vapeur d’eau se déplace par diffusion à travers l’enveloppe du bâtiment et à travers les matériaux de construction. La vapeur d’eau sera entraînée des zones à haute pression de vapeur vers une pression plus basse; en hiver de l’intérieur vers l’extérieur; dans des bâtiments climatisés et dans les climats chauds vers l’intérieur. La diffusion de l’humidité à travers les matériaux d’enveloppe est généralement un processus lent, et en termes de quantité de transfert d’humidité, elle est potentiellement beaucoup moins grave que le transport de masse d’air. Cependant, la diffusion peut être assez régulière sur de longues périodes, peut-être sur une base saisonnière
- Bien que l’eau de pluie et le transport de masse d’humidité par le mouvement de l’air soient probablement beaucoup plus importants que la diffusion, il ne s’ensuit pas nécessairement que les dommages causés par l’eau de pluie et le mouvement de l’air sont également beaucoup plus importants.
- La pluie est intermittente et permet de sécher entre les ondées.
- L’humidité transportée par l’air humide est importante, mais toute l’humidité n’est pas déposée dans la construction; se contentent de traverser la maison sans se déposer dans le bâtiment.
- Le mouvement de l’air dépend souvent de la direction du vent. Lorsque la direction change, la direction du mouvement de l’air aussi, la partie qui était mouillée devient alors asséchante.
- Les fuites d’eau de pluie et les fuites d’air se produisent généralement à des endroits ponctuels (par exemple, fissures, joints) et n’affectent pas le mur ou le toit sur toute leur surface.
- La diffusion est un processus lent mais change rarement de direction. L’humidité peut se déplacer par diffusion dans les cavités murales sur une période de plusieurs mois sans inversion, saturant lentement les matériaux et provoquant une détérioration.
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Les Sources D'humidité Excessive Dans Les Bâtiments Et Leur Réduction
Une humidité excessive dans les bâtiments peut résulter d’un certain nombre de causes:
- L’eau de pluie coule à travers les toits et les murs
- Fuite d’air humide
- Diffusion d’humidité à travers les murs, les toits et les planchers
- Intrusion d’eau souterraine dans les sous-sols et les vides sanitaires à travers les murs et les planchers
- Conduites d’eau qui fuient ou éclatent
- Sources d’humidité intérieure
- Humidité de construction.
Fuites d’eau de pluie : L’absence de fuites d’eau de pluie est le résultat de la mise en oeuvre des bonnes pratiques de construction. Même des fuites peu fréquentes mais graves lors de fortes tempêtes peuvent entraîner un développement de moisissures ou de taches d’humidité. Des soucis qui sont gênants et peuvent gravement endommager les bâtiments et leur contenu. Des fuites moins graves mais plus fréquentes et des fuites lentes mais persistantes peuvent causer des dommages tout aussi graves.
Fuite d’air humide : L’air intérieur chaud et humide se condense sur les surfaces froides et les espaces interstitiels à l’intérieur des constructions. Cette humidité peut être stockée longtemps sans danger dans les matériaux de construction ou peut tout aussi bien provoquer la croissance des moisissures et champignons. Une teneur excessive en humidité dans le bois peut provoquer la croissance de pourriture sèche ou mérule sur le bois, la rouille sur l’acier non protégé et la perte de valeur isolante dans les isolations thermiques.
Diffusion d’humidité à travers les murs, les toits et les planchers : La diffusion, en raison de pressions de vapeur différentes à travers les murs ou les toits, déplace l’humidité à travers les matériaux de construction. Les matériaux à faible perméance permettent peu de transmission de vapeur; les matériaux à perméance élevée permettent une meilleure transmission de l’humidité. Notez que la diffusion dépend de la pression de vapeur résultant des différences de température et d’humidité relative de l’air des deux côtés du mur ou de matériaux individuels.
Intrusion d’eau souterraine: L’intrusion d’eau souterraine dans les caves, les sous-sols et les vides sanitaires est courante. Cela peut résulter d’un niveau de nappe phréatique élevée ou du ruissellement des eaux pluviales dans le sol au niveau des murs de fondation. Étant donné que la plupart des sous-sols et des caves sont reliés des escaliers, ou simplement des fissures au reste du bâtiment, l’air humide provenant des sous-sols humides et des vides sanitaires trouvera son chemin dans les espaces habitables des étages.
Tuyaux d’eau qui fuient ou qui éclatent : Les travaux préventifs de remplacement et la réparation des tuyaux qui éclatent ou qui fuient sont de la responsabilité des plombiers. À l’exception des vieux tuyaux en acier, en fer, en plomb et des tuyaux gelés, ce problème devrait être peu préoccupant. Cependant, dans certaines zones géographiques, des tuyaux en cuivre récemment installés se sont révélés développer de petits trous d’épingle conduisant à des fuites lentes mais constantes. En général, les tuyaux correctement installés en matériaux de qualité ne devraient pas être un problème pendant de nombreuses années après leurs installations.
Sources d’humidité à l’intérieur : Les activités humaines comme la respiration, la transpiration, la cuisine, le bain et la lessive des vêtements peuvent ajouter des quantités importantes d’humidité aux bâtiments. Les cuisines et les salles de bain doivent être aérées indépendamment et les lessiveuses/séchoirs doivent être ventilées vers l’extérieur. Les puisards ouverts, les aquariums, les piscines intérieures et les bains à remous, ainsi que les plantes d’intérieur excessives peuvent augmenter l’humidité intérieure au-delà des 30 à 50 pour cent recommandés. Les sources d’humidité doivent, dans la mesure du possible, être recouvertes par des couvercles hermétiques lorsqu’elles ne sont pas utilisées.
Humidité de construction : Les matériaux de construction humides, tels que le béton coulé sur place et le bois d’œuvre stocké à l’extérieur sans protection avant l’installation, peuvent augmenter considérablement l’humidité intérieure pendant les un à deux premiers ans d’occupation.
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Recommandations pour la conception
La manière traditionnelle de prévenir les problèmes d’humidité dans les murs et les toits consistait à installer ce qu’on appelait alors des frein-vapeur, désormais plus précisément appelés membrane pare-vapeur. Il existe quelques règles générales normatives pour placer les pare-vapeur dans les murs et les toits, dont certaines sont énumérées ci-dessous. Bien que ces règles puissent toujours être utiles comme premières approximations, le concepteur doit tenir compte de l’ensemble des bonnes pratiques, doit effectuer une analyse spécifique au travail et doit comprendre les conditions climatiques et les pratiques de construction locales.
- Les fuites d’eau de pluie et le mouillage des murs extérieurs perméables sont reconnus comme les principaux mécanismes de transport de l’humidité dans les murs. Par conséquent, il faut envisager les surplombs des toits et les finitions hydrofuges appropriées afin de rejeter l’eau de pluie, pour réduire l’infiltration d’humidité dans les constructions.
- Les fuites d’eau de pluie sont plus courantes au niveau des joints entre les composants, notamment entre les murs et les fenêtres et les portes, aux seuils et aux intersections toit / mur. Utilisez les produits d’étanchéité appropriés pour empêcher l’infiltration d’eau.
- Certains nouveaux matériaux n’ont pas une grande résistance à l’épreuve du temps la faute à des méthodes d’essai peu fiables. Par conséquent, les concepteurs qui emploient des matériaux innovants doivent examiner attentivement les données disponibles concernant les performances, la compatibilité et les exigences d’installation.
- Les murs des bâtiments peuvent être classés en deux familles « les scellés face» ou les murs «drainés». Les murs scellés face n’ont qu’une seule défense contre l’eau de pluie en surface, comme le stuc synthétique. À moins qu’ils ne soient parfaitement ou presque parfaitement installés, les murs scellés de face échoueront. Les murs drainés ont une barrière secondaire à la pénétration de l’eau et fournissent un moyen de drainer l’eau qui pourrait avoir pénétré la première barrière à l’eau. Un exemple serait les murs avec un placage de maçonnerie ou en bardage bois qui comprennent une cavité de drainage ou lame d’air.
- Pour éviter l’accumulation d’eau dans les caves, les sous-sols et les vides sanitaires: scellez les murs sous le niveau du sol; installer un coupe-vapeur et une membrane sur le plancher sous la dalle de plancher du sous-sol pour empêcher les remontées capillaires; installer des drains et des puisards; drainer les descentes pluviales et le ruissellement des eaux de pluie loin du bâtiment et loin de la fondation.
- Le mouvement de l’air chargé d’humidité dans les cavités des murs et du toit est le deuxième mécanisme de transport d’humidité le plus important. En conséquence, sélectionnez les éléments de construction qui empêchent l’infiltration d’air humide. Dans les climats froids pendant l’hiver, cela signifie empêcher l’air intérieur de s’exfiltrer à travers le mur; dans les climats chauds, empêcher l’air extérieur humide de s’infiltrer. Dans les cas les plus graves, la pressurisation et la dépressurisation de l’espace intérieur peuvent aider à cet effort. Cependant, dans les immeubles de grande hauteur, l’effet de cheminée peut annuler les gradients de pression résultant de la ventilation mécanique.
- Dans les climats avec des besoins importants de chauffage et/ou de climatisation – portez une plus grande attention au contrôle des fuites d’air. Dans les climats chauds et humides, envisagez d’installer une finition imperméable à la vapeur sur l’extérieur.
- En règle générale, il vaut mieux omettre un pare-vapeur que d’en installer un là où il n’est pas nécessaire. N’installez jamais de papier peint en vinyle à l’intérieur des murs extérieurs dans des climats chauds.
- Éliminer la possibilité que la vapeur d’eau se condense dans un bâtiment. Cela peut être réalisé de plusieurs façons:
- Scellez les ensembles de construction et / ou installez une membrane retardatrice d’air pour réduire les fuites d’air dans les cavités des murs et plafonds. Portez une attention particulière aux pénétrations entre les espaces conditionnés et non conditionnés et les ponts thermiques comme des colonnes de plomberie, du câblage, des conduits, des prises électriques, etc.
- Incorporer des membranes retardatrices de vapeur qui empêchent la diffusion d’air chaud et humide dans les cavités des murs du bâtiment;
- Réduisez les sources d’eau libres et protégez les matériaux de construction contre les éléments avant l’installation; et
- Coordonner les performances du système de chauffage et de refroidissement du bâtiment afin de contrôler l’humidité de l’air intérieur et la pression de l’air intérieur par rapport à la pression de l’extérieur. Idéalement, maintenez l’humidité relative intérieure entre 30% et 50%.
- Inclure des exigences pour les conditions environnementales lorsque les scellants et les calfeutrants peuvent être appliqués.
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Méthodes De Construction
Voici quelques points à considérer et stratégies à mettre en œuvre pendant la construction pour empêcher au maximum l’infiltration d’humidité:
- Assurez-vous que tous les pare-vapeur, les pare-pluie et les systèmes pare-air sont installés en continu. Ces systèmes ne seront aussi efficaces que leur point le plus faible. Assurez-vous que tous les joints et bordures sont scellés.
- Portez une attention particulière aux ponts thermiques potentiels à travers les enveloppes des bâtiments qui peuvent provoquer des surfaces intérieures froides et de la condensation. Des éléments tels que des poutres en porte-à-faux continues ou des dalles de balcon et des soffites exposés peuvent créer des problèmes d’humidité.
- Dans les rénovations, l’installation d’un ralentisseur de diffusion de vapeur séparé est généralement peu coûteuse. Les peintures « pare-vapeur » sont une option efficace dans ce cas. La plupart des experts en peinture conviennent que, à cet effet, les peintures brillantes fonctionnent mieux que les peintures mates; les peintures acryliques sont généralement meilleures que les peintures au latex; et plus il y a de couches, mieux c’est.
Outils D’analyse Et De Conception
Effectuez toujours une analyse d’humidité spécifique au travail. La seule exception serait pour un bâtiment qui est identique ou très similaire à un bâtiment existant réussi dans le même emplacement général, avec la même occupation et est construit avec les mêmes matériaux.
L’analyse peut être une simple méthode manuelle ou graphique, ou, de préférence, un modèle informatique. En règle générale, les méthodes d’analyse s’appliquent aux sections de mur « typiques ». Il faut reconnaître que les ruptures thermiques, les coins, les détails du contour des fenêtres et d’autres anomalies peuvent être les éléments critiques et les résultats d’analyse doivent donc être utilisés avec prudence.
Méthode manuelle – Diagramme de la méthode du point de rosée, du Glaser et du Kieper: toutes les méthodes manuelles sont basées sur une analyse en régime permanent. Autrement dit, l’analyse est effectuée pour des conditions spécifiques, que ce concepteur sélectionne. Il est recommandé que l’analyse soit effectuée pour plus d’un ensemble de conditions supposées; spécifiquement, pour les conditions d’été et d’hiver. Les méthodes manuelles sont principalement utiles pour comparer des conceptions de murs similaires ou des murs incorporant différents matériaux de mur.
Les méthodes informatiques sont basées sur une analyse dynamique utilisant des données météorologiques pour des emplacements spécifiques. La plupart utilisent des données météorologiques horaires. L’avantage de ces programmes est qu’ils modélisent les conditions d’humidité et thermiques d’une conception sélectionnée sur une période, généralement sur un cycle d’un à deux ans, en utilisant des données météorologiques typiques. Les modèles les plus avancés incluent des améliorations telles que l’effet de l’impact de l’eau sur les murs et les fuites d’air et d’eau. Cependant, dans de nombreux cas, le concepteur a peu ou pas de données pour développer des données d’entrée rationnelles. Pour cette raison, les modèles moins sophistiqués servent presque aussi bien le praticien que les plus sophistiqués.
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Application
Toutes les structures devraient être concernées par le contrôle de l’humidité. Une attention particulière doit être accordée aux installations qui ont tendance à générer une humidité intérieure élevée, telles que les piscines intérieures, les cuisines et les blanchisseries commerciales, les bains à remous, les gymnases, les courts de tennis ou des surfaces similaires, et tous les bâtiments climatisés dans les climats chauds et humides.