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Notions d'hygrothermie
Principe de l'hygrothermie
Dans une ambiance intérieure, les occupants et l’activité humaine engendrent de la vapeur d’eau : cuisine, séchage du linge, nettoyage, plantes…
L’air a une capacité limitée à retenir la vapeur d’eau : la capacité maximale décroît considérablement à mesure que la température baisse.
Lorsque cette quantité maximale de vapeur est absorbée, l’air est saturé.
La température à laquelle on arrive à saturation s’appelle le point de rosée.
Il correspond au risque de condensation ou de la transformation de la vapeur en eau liquide.
Le diagramme de Mollier (ci-contre) peut ainsi être utilisé pour déterminer ce point de rosé ;
Exemple : de l’air ayant une humidité relative de 50% à 20°C atteindra son point de rosée à 10°C (HR de 100%).
Lorsqu’un bâtiment est chauffé, l’air humide qu’il contient tend à trouver son point d’équilibre avec l’air extérieur plus froid. Il existe deux phénomènes de transfert de la vapeur d’eau :
LA DIFFUSION : ce type de migration de vapeur à travers la paroi est un phénomène physique qui a pour cause la différence de pression de vapeur entre l’intérieur et l’extérieur tout comme la différence de température est la cause de la transmission de la chaleur.
Il se produira donc de la condensation interne dans une paroi s’il y a une différence de température et de pression de vapeur dans cette paroi et que, localement, la pression de vapeur est égale à la tension de saturation.
La bonne prise en compte de la perméabilité (μ ou sd par exemple) ou perméance à la vapeur d’eau des matériaux composants la paroi, permet de maitriser ce phénomène.
La résistance à la vapeur d’eau des couches doit être décroissante de l’intérieur vers l’extérieur d’un bâtiment. Quand un pare-vapeur est nécessaire, celui-ci est installé du côté chaud.
Des modélisations en statique (Glaser) ou dynamique (type WUFI) permettent de visualiser d’une manière approximative le comportement hygrothermique par diffusion dans une paroi.
LA CONVECTION : la migration de la vapeur d’eau se produit lorsqu’il existe des différences de pression d’air de part et d’autre de l’élément et que la finition intérieure est perméable à l’air. Une bonne étanchéité à l’air de la paroi permet ainsi d’empêcher la condensation convective. En cas de transfert de vapeur d’eau, si le point de rosée est atteint, il peut y avoir condensation sur ou à l’intérieur de la paroi. La réduction des points froids comme les ponts thermiques est importante.
Isolation par l'intérieur avec des complexes de doublage
Cf. Mémento Siniat.
Isolation duo des murs extérieurs (ITE + ITI)
Ce procédé consiste à apporter à la paroi verticale du bâtiment, un complément d’isolation par l’extérieur, sur ouvrages maçonnés ou béton, pour les bâtiments résidentiels ou ERP, en rénovation. Ce procédé permet également d’apporter une isolation acoustique, traitée par l’intérieur.
La résistance thermique de l’isolation intérieure ne doit pas être supérieure à 1/3 ou 1/4 de la résistance totale de la paroi isolée afin d’éviter tout problème de point de rosée. L’homogénéité des couches d’isolant rapportées devra également être respectée.
- Altitude < 600 m : règle des 2/3-1/3
- Altitude ≥ 600 m ou en zone très froide : règle des 3/4-1/4 – Cf. Mémento Siniat (se reporter à la carte).
En dehors de ces règles, il est fortement recommandé de faire réaliser une étude hygrothermique par un Bureau d’Etudes Thermiques, surtout dans le cadre de la rénovation énergétique d’un bâtiment.
Exemple de solutions Siniat sur ouvrages maçonnés ou béton (altitude < 600m et hors zones très froides)
| Isolation Thermique par l'Intérieur |
PRÉGYTHERM R1,15 10+40 |
PRÉGYTHERM R1,75 10+60 |
PRÉGYTHERM R2,55 10+80 |
PRÉGYMAX R3,15 13+100 |
|---|---|---|---|---|
| Isolation Thermique par l'Extérieur ETICS |
UNIMAT FAÇADE ULTRA BD 80 MM (R=2,55) |
UNIMAT FAÇADE ULTRA BD 120 MM (R=3,85) |
UNIMAT FAÇADE ULTRA BD 160 MM (R=5,15) |
UNIMAT FAÇADE ULTRA BD 200 MM (R=6,45) |
| R Global* (m².K/W) | 3,93 | 5,83 | 7,93 | 9,83 |
| Up* (W/m².K) | 0,25 | 0,17 | 0,13 | 0,10 |
* Avec Mur béton de 16 cm et valeurs de résistances thermiques superficielles de 0,17 m2.K/W
Propriétés hygrothermiques et formules
| FORMULE | UNITÉ | |
|---|---|---|
| Perméabilité à la vapeur d'eau d'un matériau δ |
Caractéristique intrinsèque du matériau |
kg / (m.s.Pa) |
| Perméance à la vapeur d'eau d'un matériau W |
W = δ / d | kg / (m.s.Pa) |
| Résistance à la diffusion de vapeur d'eau Z |
Z = 1 / W Z = Sd / δair |
m².s.Pa / kg |
| Coefficient de résistance à la diffusion de vapeur d'eau µ |
µ = δair / δ | Sans unité |
| Epaisseur d'air équivalente pour la diffusion de vapeur d'eau Sd |
Sd = µ . d Sd = Z . δair |
m |
δair = 2.10-10 kg / (m.s.Pa) suivant la norme NF EN ISO 13788
d : épaisseur du matériau en mètres (m)
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