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Perméabilité à la vapeur d’eau : le μ et la valeur Sd des matériaux

Rappel sur la gestion de l’humidité dans les bâtiments

Les exigences renforcées en matière de performance énergétique des bâtiments, afin d’en limiter la consommation, ont conduit les réglementations thermiques successives à augmenter significativement les exigences d’étanchéité à l’air des constructions (voir notre article sur la RE2020).

Consécutivement sont apparues récemment dans les bâtiments à basse consommation d’énergie, en neuf comme en rénovation, de nouvelles pathologies, liées à une mauvaise gestion de la vapeur d’eau dans ces ouvrages jusqu’à 10 fois plus étanches à l’air que par le passé. La ventilation naturelle et mécanique ne suffisent effectivement pas toujours à bien gérer l’humidité résiduelle dans les bâtiments, notamment si le débit d’air n’est pas bien maîtrisé ou mal équilibré.

Or, il existe plusieurs sources d’humidité dans un bâtiment donc de vapeur d’eau à éliminer en permanence. En effet, outre l’humidité apportée par les matériaux eux-mêmes lors de la construction (ex.séchage du béton), les apports principaux au cours de la vie du bâtiment sont permanents, à la fois depuis l’extérieur (fuites par les toitures, façades, portes & fenêtres en cas de pluie, ou remontées capillaires depuis le sol) et à l’intérieur (vapeur d’eau dégagée par les habitants - respiration, et leurs activités - salle de bains & cuisine).  

Déjà en 2014, dans la conclusion de son rapport REX, l’AQC (l’Agence Qualité Construction) alertait sur la problématique des chantiers insuffisamment ventilés, sur la gestion de la vapeur d’eau dans les parois et sur le bon dimensionnement et le bon entretien de la ventilation. 

Extraits :

  • « Un autre grand défi se profile et va nécessiter plus de travail de conception. Il s’agit de la prise en compte de la diffusion de la vapeur d’eau au travers des parois en neuf et en rénovation »
  • « La ventilation qui, jusqu’alors pouvait être défaillante sans avoir de conséquence trop lourde, devient l’élément central et indispensable pour garantir une bonne qualité de l’air intérieur ».
  • « Le problème du séchage des bâtiments en phase chantier doit être anticipé en amont. »

En 2016, dans le rapport REX « humidité dans la construction, 12 enseignements à connaitre », l’AQC recommande, entre autres, l’utilisation de « matériaux extérieures ouverts à la vapeur d’eau », « l’installation d’une ventilation efficace » et « l’évacuation de l’humidité en phase chantier »

En savoir plus sur les rapports REX.

On le voit bien, la gestion de la vapeur d’eau dans les parois d’une construction est essentielle à la conservation d’une bonne performance d’isolation et de la qualité de l’air intérieur.

Comment se caractérise un produit perméable à la vapeur d’eau ?

La perméabilité à la vapeur d’eau d’un matériau est caractérisée par le coefficient :

μ : coefficient de résistance à la diffusion de la vapeur d’eau

Plus le μ est faible, plus la résistance est faible, donc plus le matériau est « ouvert » à la vapeur d’eau.

Valeur référence : le μ de l’air est 1.

Mais ce qui caractérise la perméabilité à la vapeur d’eau d’un composant d’une paroi est la valeur Sd:

Valeur Sd : la résistance à la diffusion de la vapeur d’eau

Définie comme l’épaisseur de la couche d’air équivalente à la diffusion, exprimée en mètre.

Plus la valeur Sd est faible, plus le produit est perméable à la vapeur d’eau.

Mode de calcul : Sd = le μ du matériau x l’épaisseur en m de ce matériau présent dans la paroi.

Exemples du μ et de valeur Sd des matériaux courants de la construction :

Matériau

μ

Épaisseur en m

Sd en m

Commentaires

Terre cuite

16

 

0,02

0,3

 

 

Bitume, asphalte

50000

 

0,02

1000

 

Matériau pour étanchéité

Enduit, mortier

10

 

0,02

0,2

 

 

Béton

100

150

0,2

20

3000

Fonction de la densité

Béton léger

15

50

0,2

3

150

Fonction de la densité

Béton cellulaire

10

 

0,3

3

 

 

Bois et panneau

50

250

0,02

1

250

Fonction de la densité et du type

Isolant laines

1

2

0,15

0,2

0,3

Fonction de la densité

Isolants polystyrène, PU, phénolique …

50

150

0,15

8

1125

Fonction de la densité et du type

Plâtre

10

 

0,01

0,1

 

 

En savoir plus.

La performance d’une paroi « respirante ou perspirante » dépend donc du choix des matériaux qui la composent et de leurs épaisseurs.

Autres éléments clés :

  • Pour favoriser l’évacuation de la vapeur d’eau contenue dans une paroi, celle-ci aura une valeur Sd plus faible sur sa face extérieure que sa face intérieure.

Aujourd’hui le « facteur 5 » est conseillé : Sd intérieur = 5 x Sd extérieur

Utilisé dans l’ossature bois (NF DTU 31-2) et la façade légère.

  • Le pare-vapeur ou le frein-vapeur sera donc mis en œuvre côté intérieur pour limiter ou réguler le passage de la vapeur d’eau dans la paroi et donc dans l’isolant.
  • Il existe aussi des freins-vapeur hygrovariables, dont la valeur Sd évolue en fonction du taux d’humidité relative intérieure et extérieure : plus fermés en hiver (air intérieur sec), plus ouverts en été ou au printemps (air extérieur sec)

Exemples de et Sd des produits CPG Europe

Dans l’absolu, il n’y a pas de bon ou de mauvais SD, tout dépend de la fonction du matériau.

De la même façon que pour les parois, un SD faible, ou mieux, variable selon les conditions hygrométriques à l’intérieur du bâtiment, est un atout pour un calfeutrement de joints de façade ou de menuiseries extérieures. Le joint est respirant et permet d’éviter les condensations dans ces zones froides.

En revanche, un SD très élevé est primordial pour un revêtement de sol en résine, afin d’empêcher les remontées d’humidité par capillarité.

Matériau

μ

Épaisseur en m

Sd en m

Mousse imprégnée

7

0,02

0,1

Mousse PU et STP

60

0,02

1,2

Mastic silicone

5000

0,01

50

Mastic butyle

300000

0,01

3000

Mastic acrylique

10000

0,01

100

Mastic polyuréthane

6000

0,01

60

Mousse de silicone

10000

0,005

50

Mousse polyéthylène

100

0,005

0,5

EPDM

6000

0,005

30

Caoutchouc cellulaire

7000

0,005

35

Caoutchouc naturel

10000

0,005

50

Néoprène

10000

0,005

50

Résine époxy

10000

0,005

50

Résine phénolique

100000

0,005

500

Résine polyester

10000

0,005

50