Q1: Étanchéité à l'air

I. Généralités

Définition :

Étanchéité à l’air :
1. éviter tout mouvement d’air au sein des éléments de la construction (dans les murs) et plus spécifiquement au sein des systèmes d’isolation thermique des parois en contact avec l’extérieur.
2. limiter les infiltrations d’air parasite au sein du volume chauffé pour gérer les sources d’inconfort (courant d’air).

L’étanchéité à l’air est une combinaison de deux couches : une couche intérieure pour éviter l’infiltration d’air chaud dans le bâtiment et une couche extérieure.

L’isolation thermique et l’étanchéité à l’air sont indissociables.

Dans des éléments de construction, si l’air est en mouvement, il n’y a pas d’isolation thermique. Au contraire, si l’air est fixe, il y a une isolation thermique.

Les conséquences d’un manque d’étanchéité à l’air :
- une augmentation importante des déperditions calorifiques (notamment en hiver)

Sur une paroi de 1 m2, une fente d’1mm :
- crée des mouvements d’air à l’intérieur qui divisent le pouvoir isolant par 5: le mur n’isole plus. En effet le pouvoir isolant d’un matériau dépend exclusivement de l’air fixe emprisonné en son sein.
- Permet le passage d’1 kg d’eau contenu dans l’air intérieur qui augmente de 1600 fois l’humidité de l’isolant (diminution du pouvoir isolant, moisissures…)

- la dégradation des conditions climatiques à l’intérieur (hiver trop sec et été trop chaud)
La dégradation du confort intérieur : en hiver, pénétration d’air froid et en été, pénétration d’air chaud.

- un manque d’insonorisation
Là où l’air passe, le bruit passe.

- une accumulation d’humidité

Création de dégâts au bâtiment liés à l’accumulation de l’humidité. Cette humidité provient de différentes sources :
- par diffusion
- par le séchage des matériaux (bois)
- par diffusion latérale au niveau des raccords de niveaux adjacents

Contexte français :

On s’en préoccupe peu.
Jusqu’à aujourd’hui :
- l’étanchéité à l’air n’est pas prise en compte et enseignée dans le référentiel des formation ( codes métiers (MOE, MO, Artisans….) ).
- Pas de métier d’isolateur thermique.
- Pas de démarche d’assurance qualité.

On ne sait donc ni concevoir, ni mettre en œuvre correctement ce qui a un impact très négatif sur la performance thermique du bâti et sa durabilité.

Conclusion :
la majorité des constructions neuves et en rénovation ne sont pas performantes thermiquement.
(le label HPE 2005 (voir F3Q2))

Depuis 2007, La conception et réalisation d’une étanchéité à l’air de bonne qualité devient obligatoire pour l’obtention d’un bâtiment à faible besoins énergétiques (BBC, MINERGIE, PASSIF)

II. La démarche qualité

50% de la problématique se gère en phase amont : conception.
50% se gère en réalisation.

Mise en place d’une démarche qualité avec…
Nécessité de mettre en place un vrai démarche qualité « étanchéité à l’air » au sein de :
- l’entreprise en charge du lot principal: Structure / Gros œuvre / isolation.
- des interfaces avec les autres corps d’état : Menuiseries extérieures / Plomberie et chauffage / Électricité.

La démarche portée par…
Cette démarche qualité doit être mise en œuvre par le Maître d’œuvre du chantier et expliquée au maître d’ouvrage : pour justifier l’apparent surcoût.

Tous titulaires d’un lot ont une obligation de conseil, chaque entreprise a sa part de responsabilité.

MOE= Architecte ou entreprise titulaire du plus gros lot (devoir intégré de conseil).

La démarche EEPACO:
- écrite : écrite dans le CCTP et le carnet de détail (CF partie III)
- expliquée : dès les premières réunions de chantier à l’ensemble des corps d’état. Vulgarisation et pédagogie.
- partagée : la démarche est portée par le maître d’œuvre mais partagée entre tous les corps d’état : le travail en équipe est indispensable.
- Contrôlée : Le niveau d’étanchéité à l’air ne peut être validé qu’en effectuant 2 tests d’infiltrométrie ( en phase intermédiaire et en phase finale).

III. Conception d’une bonne étanchéité à l‘air

- Rappel : 50% de la qualité de l’étanchéité à l’air.
- Effectuée en amont du chantier : il n’est plus l’heure de concevoir au moment du chantier.

Etapes de conception :

1. Les coupes du système constructif

Avoir à disposition chaque coupe de système constructif :
o murs
o plancher
o toiture

Ainsi que chaque liaison :
o Mur / Dalle
o Mur / plancher
o Menuiseries / Mur
o Mur extérieur / mur de refend

(plan d’exécution, différent des coupes de principe du CCTP)

2. Les produits et procédés

Identifier et connaître les produits et procédés d’étanchéité à l’air appropriés au système constructif (filière sèche, filière humide).
Par expérience il vaut mieux rester centré sur un fabricant et une gamme de produit que l’on connaît bien, et chercher les innovations.

3. Les points critiques

Il faut savoir identifier les principaux points critiques inhérents au système constructif.

Les points critiques sont :

- ceux généralement constatés dans les constructions.
- ceux inhérents au système constructif.

41% des problématiques d’inétanchéité à l’air sont localisés au niveau des jonctions de menuiseries.
38% résultent de la pénétration des réseaux et des gaines.

OBJECTIFS :
- être capable de dessiner une ligne rouge continue symbolisant l’étanchéité à l’air intérieur (de l’espace chauffé).
- de même pour une ligne bleue symbolisant l’étanchéité à l’air extérieur (étanchéité au vent).

Dès l’instant où l'on « lève le crayon », cela signifie qu’il existe un point critique à gérer.
Il faut alors lister et nommer ces points critiques (A,B,C.. 1,2,3… Raymond, Hervé, Jean Luc…)
Noter ces points critiques sur les plans.

4 . Réunion d’équipe

Constitution d’une petite équipe réunissant pour chaque point critique identifié les corps d’état liés :
- dessinateur projeteur
- chef de chantier
- ingénieur thermique
- 1 représentant de chaque corps d’état

Il faudra impérativement que ces réunions soient conduites par une personne formée et compétente aux stratégies d’étanchéité à l’air.

Pour chaque point critique, une ou plusieurs solutions techniques sont proposées et validées par l’intermédiaire d’une coupe réalisée à cet effet.

L’ensemble des coupes constituent le Carnet de détail «étanchéité à l’air », pièce maîtresse de la démarche EEPACO.

5. Chiffrer l’étanchéité à l’air 

L’étanchéité à l’air est un lot à part ! Il doit être chiffré séparément pour le traiter à « sa juste valeur ». Si ce n’est pas chiffré, il sera probablement mal réalisé.
Le coût moyen, tout système confondu, est de 8 à 12€ HT par m2 (main d’œuvre + matériel). La rénovation est de 18 À 25€ ht/m2.

IV. Principe de mise en œuvre

Principe de base :

1. On a écrit ce que l’on allait faire (dans le cadre des réunions d’équipe)
Maintenant : on fait ce qu’on a écrit.
2. On assiste au démarrage des travaux de chaque corps d’état et on gère les interfaces :
Métier du référent « étanchéité à l’air ».

Vigilance particulière

On porte un vigilance particulière sur 2 points critiques que

sont :
1. les liaisons mur extérieur / menuiseries extérieures
2. les pénétrations dans l’enveloppe extérieure des gaines, câbles et conduits.

Ces postes représentent 80% des fuites d’air d’un bâtiment conventionnel.

On applique les prescriptions et on respecte les conditions d’application prescrites par le fabricant des produits d’étanchéité à l’air.
Exemple : la pluie et le gel nuisent à la pose du scotch.

Le contrôle :

Pour valider la qualité de l’étanchéité : 2 tests d’infiltrométrie sont nécessaires.

1. Test intermédiaire en phase chantier au moment du clos/couvert (bâtiment hors d’eau / hors d’air). Il permet de caractériser les fuites résiduelles et de corriger les fuites les plus importantes.
2. Test en phase finale à réception du bâtiment (remise des clefs). Il permet de valider la démarche complète d’étanchéité à l’air. Il est souvent réalisé pour l’obtention d’un label.

Note : si un seul test est effectué, il ne permet plus de corriger les fuites ; le résultat est donc aléatoire.

Le test intermédiaire permet de dédramatiser le sujet de l’étanchéité à l’air en associant tous les corps d’état à la recherche des fuites.

Pour contrôler l’étanchéité à l’air, on utilise des unités de mesure. Ces unités relèvent de la norme EN 13829 (norme internationale). En France, on cherche à mesurer le débit de fuite sous une pression de 4 Pa (faible pression) et on parle de m3/h/m2 de paroi.

La prochaine réglementation thermique sera basée sur le niveau BBC en France. 

V. Chiffres clef

L’impact des infiltrations d’air sur les consommations énergétiques:

Selon CETE Lyon, pour une unité de n50 = un impact de 4 à 7 kwh / m2 /an et par unité de Q4 PA SURF 20 à 25 kwh/m2/an.

Pour un projet Chênenet / Spl de maisons en rénovation, on a simulé l’impact des infiltrations d’air sur les consommations énergétiques avant et après travaux.

Par unité de Q4 Pa surf > 28 kwh ep/ m2 / an
11 kwh ef/ m2 / an

Ressources externes

Carnet de détails- CT Lyon

Ressources internes

Carnets de détails - CC

Q6 : La Qualité de l'Air Intérieur

Fichier joint: 

F2Q6-v2.pdf

I. La problématique

De quoi parle-t-on ?

L’air intérieur n’est pas nocif, c’est l’accumulation ou la présence en trop grande quantité d’un certain nombre de composants qui fait que la qualité de l’air peut être nocive pour ses habitants.

L’air intérieur est composé de nombreux  éléments :

• gaz
• poussières
• vapeur d’eau
• micro-organismes (acariens, pollens)

L’ensemble de ces éléments émane de plusieurs sources:

• l’occupation des locaux par les habitants, animaux, plantes (pollens, poils de chien, respiration, sueur)
• les activités humaines(nettoyage, cuisine, bricolage…   
• la rémanence des matières et des produits présents dans la maison (COV et formaldéhydes du mobilier, peinture)
• les équipements de la maison (chauffage, ventilation, machine à laver, poubelles)

Résultat = l’air intérieur est souvent plus pollué que l’air extérieur, même en zone urbaine!

Donc il faut renouveler l’air intérieur (ventiler) sans dégrader le confort intérieur. C’est tout le paradoxe de la ventilation : garantir une qualité d’air satisfaisante sans perte de chauffage et sans entrée d’air chaud en été.

Nécessité de renouveler l’air intérieur pour évacuer les composants nocifs et l’humidité excessive et éviter ainsi :

- problèmes de santé : allergies, problèmes respiratoires
- insalubrité du logement : en cas de taux d’hygrométrie trop important : présence de moisissures et de traces d’humidité (HR > 70%)
- dans les maisons non étanches à l’air et sans isolants sorbants, le manque de ventilation peut provoquer des condensations dans les éléments de construction favorisant leur dégradation et l’apparition de moisissures.
- éviter l’inconfort lié à un taux d’humidité trop élevé. En effet la sensation de confort est un compromis entre la température moyenne ressentie et l’humidité de l’air.
- l’excès d’humidité engendre aussi des surconsommations énergétiques, les logements étant difficiles à chauffer.

Donc ventiler le logement, c'est répondre au besoin de renouvellement de l'air.

Les réglementations autour de la ventilation

Les anciennes constructions étaient très peu étanches à l’air, le renouvellement se faisait donc de façon naturelle mais « incontrôlée ».
Les premiers débits minima imposés apparaissent dans les années 70 pour des raisons sanitaires.
Le premier choc pétrolier montre la nécessité d’optimiser ces débits pour réduire les consommations d’énergie. (on passe de 1volume/ heure, à 0,8 ou 0,7….)

En 1982, on introduit la ventilation mécanique contrôlée, permettant au lobby de la « VMC » d’imposer petit à petit les «régimes de pointes » (sur-débits lors de production plus intense d’humidité) « interdisant » de fait le recours à la ventilation naturelle en construction neuve.

Pour un système non régulé :

débits minimum d’extraction suivant l’arrêté du 24 mars 1982 pour VMC simple flux : logement type avec 2 pièces principales

- Cuisine : 75 à 135 m3 /h

- Salles de bain : 15 à 30 m3/h

- Cabinets d’aisance : 15 à 30 m3/h

Pour un système régulé :

Débits minimum d’extraction suivant l’arrêté du 24 mars 1982 pour VMC simple flux avec modulation automatique (auto ou hygro) : logement type avec 2 pièces principales

Total : 35 à 135 m3/h en extraction pour un logement simple (1 cuisine, 1 sdb, 1 autre salle d’eau, 1 cabinet d’aisance) 

Total : 120 à 210 m3/h en extraction pour un logement simple (1 cuisine, 1 sdb, 1 autre salle d’eau, 1 cabinet d’aisance).

La ventilation naturelle est autorisée mais elle devient de fait inutilisable dans les logements neufs, les débits permanents et de pointe étant insuffisants.

Les principaux points de l’arrêté de 1982 : 

- Obligation d’une aération générale et permanente avec des systèmes capables d’extraire les débits indiqués dans le tableau.
- La circulation d’air doit se faire des pièces principales vers les pièces de service
- Les entrées d’air doivent être mises dans chaque pièce principale
- On doit limiter l’inconfort généré par les entrées d’air par un positionnement optimal
- Les entrées d’air doivent être entretenues au moins deux fois / an
- Dans le cas où il y a des appareils à combustion dans le logement, la VMC doit être suffisante pour assurer les débits de fonctionnement en tenant compte de ces appareils existants
- Si l’extracteur de la VMC tombe en panne, il doit y avoir un système d’arrêt des appareils de combustion qui sont raccordés à la VMC
- Il est interdit de raccorder à la VMC une hotte de cusine équipée d’un ventilateur : il faut 2 conduits séparés.

Comment garantir une bonne ventilation?

- Choisir un système de ventilation cohérent
o avec le projet (neuf ou rénovation )
o les enjeux de votre projet (réglementation, labels, usage prévu, etc.)

- Adapter le système aux matériaux et au système constructif utilisé

- Informer et sensibiliser les occupants en fonction des systèmes retenus.

- Mesurer et contrôler la qualité de l’air intérieur et l’efficacité de la ventilation.

II. Les systèmes de ventilation

Il existe trois systèmes de ventilation :

- ventilation naturelle

- simple
- avec équipements

• ventilation mécanique contrôlée (VMC)

  • simple flux

• simple flux hygroréglable

• double flux

• ventilation naturelle hybride

1) La ventilation naturelle

Il en existe deux types :

* la ventilation naturelle simple :

pas d’équipement spécifique, le renouvellement d’air est assurée par les utilisateurs (ouverture des fenêtres) (avec tous les aléas que cela comporte)

* la ventilation naturelle avec équipements :

des équipements spécifiques sont installés avec des entrées d’air en menuiserie des pièces à vivre et une extraction d’air qui se fait par tirage naturel (conduit en toiture) Ce système est basé sur la circulation d’air liée à la différence de pression intérieure/extérieure.

2) La ventilation mécanique contrôlée (VMC)

Il en existe trois types :

* la VMC simple flux classique (dite autoréglable) :

L’entrée d’air se fait en menuiserie dans les pièces à vivre, l’extraction se fait de manière permanente, par un extracteur électrique, dans les pièces générant de l’humidité. Le débit de ventilation dans la maison va être défini par le calibrage des entrées d’air plus ou moins importante et par la puissance du ventilateur. On parle de consommation énergétique car on parle de ventilation.

* la VMC simple flux hygroréglable :

Elle est identique à la précédente, ormis l’extraction d’air qui se fait en régime de pointe en fonction du taux d’hygrométrie des pièces humides. A régime d’extraction mécanique constant, la régulation s’effectue par une membrane sur les bouches d’extraction qui s'ouvre ou qui se ferme en fonction des taux d’hygrométrie (hygrovariable). Si le taux d’humidité est normal, le régime d’éxtraction d’air se fait en régime de base (membrane semi-fermée) ; en cas d’apport d’hygrométrie important : douche, cuisine… l’extraction est forcée (membrane ouverte)
Une variante : les nouvelles VMC simple flux hygroréglable dispose également d’entrée d’air hygroréglable.

L’économie d’énergie liée à l’optimisation des débits par rapport à une VMC auto réglable avoisine les 20%. (Source : Ademe)

* la VMC à double flux :

Le système double flux fonctionne avec 2 réseaux aérauliques distincts et étanches l’un de l’autre: d’un côté un réseau d’amené d’air (l’air neuf) et d’un autre côté un réseau d’extraction d’air.

On a un échangeur de calories : cela consiste à réchauffer en partie l’air froid entrant quand celui-ci croise l’air chaud sortant, afin de distribuer de l’air préchauffé dans les pièces à vivre, ce qui constitue une économie de chauffage importante, plus de 50% par rapport à VMC auto réglable.

Exemple : air entrant 5°C, air sortant 20°C > air préchauffé à 17°C. Il reste donc 2°C à chauffer pour une température intérieure de consigne à 19°C.

La performance des doubles flux s’évalue par le pourcentage de récupération de l’échangeur de calorie : « rendement ».

Les meilleurs doubles flux, certifiées par le PHI (Passiv Haus Institüt, liste disponible sur www.passiv.fr) avoisinent les 92%.
Ce système remet profondément en question l’usage du logement et la manière d’appréhender la ventilation : la VMC double flux est d’abord un système de récupération de chaleur et de préchauffage et ensuite un système de ventilation dédié à la qualité de l’air intérieur. Son coût d’installation et de maintenance est donc plus élevé que celui d’un système classique.
Son utilisation est justifiée dans des projets de construction à faibles besoins énergétiques dans lesquels les systèmes de chauffage conventionnels (chaudière, émetteur, réseau de chaleur) ne sont plus nécessaires.

Des formations permettent d’apprendre à dimensionner et installer des ventilations double flux performantes :

www.costic.com

3) La ventilation naturelle hybride (VNR)

Il s’agit d’un système intermédiaire entre la ventilation naturelle et la ventilation mécaniquement assistée: l’entrée d’air s’effectue en menuiserie dans les pièces à vivre avec des barrettes hygrovariables ou non.

4) Comparatif des systèmes de ventilation :

III. Le choix Chênelet Construction

Nous avons vu précédemment que la qualité de l’air intérieur dépend d’un certain nombre de paramètres (présence de polluants, taux d’hygrométrie, modes d’occupations) et que le choix optimum d’un système de ventilation est l'un des critères favorisant cette qualité et, en parallèle, la sensation de confort.

La ventilation naturelle hygroréglable a été retenue par Chênelet Construction.

Ce système a été développé en partenariat avec ACTHYS Ventilation (GIE Acthys) qui testent sur nos maisons de nouveaux systèmes de ventilation, ce qui nous permet de faire des mesures de qualité d’air intérieur avec ces nouveaux systèmes et de les adapter en fonction du type de logement que nous construisons et qui permet à Acthys d’avoir des mesures en situation réelle d’habitat afin d’adapter leur technologie à la réalité des besoins sur le marché.

La ventilation naturelle hybride :

- assure le renouvellement de l’air par vent et tirage thermique relativement facilement
- stabilise les pressions toute l’année
- la ventilation est favorisée là où l’humidité est produite
- très peu d’énergie consommée par le ventilateur

Ses Avantages dans les constructions neuves: 

- faible coût de fonctionnement pour une performance mesurée
- investissement moins élevé que pour un système double flux
- simplicité du système

Ses Inconvénients :

- coût de l’achat et pose plus élevé qu’une VMC simple flux
- pertes de chauffage liées au renouvellement d’air plus importantes que la VMC double flux, mais moindre que le simple flux.

IV. Des matériaux sains et « hygrophiles »

Limitation des besoins de ventilation : le rôle des matériaux « chênelet »

Dans les maisons chênelet, les besoins de ventilation sont limités (< 0,5 vol/h) :

Les matériaux qui favorisent la régulation hygrothermique (retenus au sein de Chênelet Construction):

- Le bois

- L’argile (BTC) non cuite (forte inerthie thermique)

- Les isolants = ouate de cellulose et fibre de bois

Problème "de robinet" :

Dans le cas de 4 personnes qui produisent 10 à 20 kg d’eau / jour. On sait que la possibilité de captage de la terre crue est de 0,5% de teneur en eau, la masse de la terre est d’environ 2000kg/m3 et cela avec une cloison de 5m * 2,75m * 0,14m. Combien de litres d’eau seront absorbés par le mur dit perspirant?

Réponse :

20 kg ou litres d’eau / jour. Il suffit de multiplier l’ensemble des composants.
Une structure perspirante
Avec une migration possible de l’humidité au sein des éléments de construction allant jusque 30% de la quantité de vapeur d’eau générée quotidiennement, les maisons « Chênelet » sont garanties sans condensation.

Une structure perspirante

  Avec une migration possible de l’humidité au sein des éléments de construction allant jusque 30% de la quantité de vapeur d’eau générée quotidiennement, les maisons « Chênelet » sont garanties sans condensation.

Calcul du point de rosée : murs extérieurs St Denis

V. Le comportement des usagers

Le comportement des usagers concourt ou non à participer au bon fonctionnement du système de ventilation.

Participer au bon fonctionnement du système de ventilation

- L’ouverture des fenêtres 10 minutes, été comme hiver, n’abaissent pas la température intérieure grâce à l’inertie thermique (si on est dans une maison de type Chênelet). C’est recommandé quand on est dans un système de ventilation naturelle hybride.

- Entretenir les bouches d’aération (entrées d’air et extraction) : 2 nettoyages annuels.

- Limiter les émissions nocives à l’intérieur du logement par :

• des choix de peintures, vernis…

• des produits ménagers adaptés

• le mobilier