Étanchéité (construction)

En architecture et en construction, l’étanchéité décrit des principes constructifs de protection et de précaution, principalement par rapport à l'eau, qui ont plusieurs objets:

• s'assurer que les éléments naturels extérieurs (pluies, humidité ascensionnelle, vent) ou intérieurs (air saturé en humidité) ne viennent pas mettre en péril les éléments constitutifs du bâtiment (structure, isolation). L'étanchéité, dans le cas d'une ventilation mécanique contrôlée (VMC), s'assure que les volumes d'air intérieurs sont totalement pris en charge par la VMC.
• s’assurer qu'une adduction d'eau, ou un réservoir d'eau (citerne, château d'eau, lac de barrage, etc.) ou tout autre réceptacle destiné à recueillir des fluides (fosse d'aisances, cuvelage, etc., mais aussi tout appareil sanitaire ou autre, amené à contenir de l'eau) ne laissera pas échapper son contenu.

L'étanchéité est la plupart du temps assurée par des membranes, ou des enduits.

Étanchéité à l'eau

Le terme humidité utilisé dans le langage de la construction correspond à une présence anormale d'eau dans un bâtiment. Pour une bonne prise en compte de l'humidité il faut la considérer dans ses différents états : sous forme liquide de vapeur d'eau ou de cristaux de glace.

Sources d'humidité

L'humidité dans un mur trouve des sources diverses :

• lorsque le mur est adossé à des terres, il retient l'eau de terme saturer ou des terme dont les terres sont imprégnées par l'effet des sources ou des pluies et qui finissent par transsuder au travers des maçonneries.
• l'eau peut être pompée par capillarité depuis les fondations par suite de l'action absorbante et capillaire des matériaux.
• l'humidité peut être causée par la pluie chassée contre le parement extérieur du mur. Lorsque les matériaux sont trop poreux ou que le mortier est de mauvaise qualité cette eau peu pénétrer jusqu'à l'intérieur.
• Quelques fois l'humidité a pour cause les propriétés hygrométriques particulière des matériaux qui absorbent l'eau sous forme de vapeur répandue dans l'atmosphère, la condensent dans leurs pores où elle devient latente et la restituent en certaines circonstances sous forme d'une sorte de transpiration abondante. On voit alors les pierres se couvrir d'humidité qui se transforme bientôt çà et là en gouttelettes ruisselantes le long des murs. Les pierres pleurent dirent à une époque les ouvriers de ce phénomène.
• Une source importante d'humidité provient des activités humaines à l'intérieur du bâtiment et plus particulièrement celle provenant des salles d'eau ou de pièces où l'eau est employée en abondance. Le premier choc pétrolier en 1973, accouche dans les climats froids et tempérés, et surtout dans les pays occidentaux, d'un nouveau type de construction faisant un usage intensif de l'isolation thermique. Elle met en évidence cette nouvelle source d'humidité, ambiante, intérieure. Cette humidité a la propriété de se condenser dans les ambiances froides et sur les surfaces froides. Une ambiance chaude intérieure saturée d'humidité exerce une pression vers les ambiances extérieurs plus froides ce qui fait que l'humidité a tendance à migrer vers l'extérieur, au travers des parois, vers les ambiances plus froides où elles se condense. Lorsque l'humidité se dépose à l'intérieur d'une couche d'isolant thermique, il peut se produire deux phénomène qui ont des conséquences catastrophique pour l'isolation du bâtiment: l'isolant imbibé d'humidité perd ses propriétés isolantes et en saison froide, cette humidité peut geler et détruire l'isolant. On opte de plus en plus pour un type de construction pourvue côté intérieur de membranes pare-vapeur parfaitement continues, visant à préserver l'isolant de cette humidité. L'humidité ambiante est alors prise en charge par un système de ventilation approprié, souvent une ventilation mécanique contrôlée (Voir le chapitre consacré à l'Étanchéité à l'air).

Dégâts causés par l'humidité

Parmi les nombreux inconvénients de l'humidité, on doit compter l'insalubrité (développement de moisissures -Aspergillus, et la redoutable Mérule pleureuse - et la prolifération d’acariens.) qu'elle génère et l'action destructive qu'elle exerce sur presque tous les objets qui sont en contact avec elle. L'humidité envahit tous les corps qu'elle rencontre horizontalement verticalement et dans toutes les directions. Sous son action :

• les enduits se détériorent et tombent
• les lambris, planchers et parquets pourrissent
• la peinture farine et se détache
• les papiers s'imbibent et se décomposent, les textiles altèrent.
• les meubles, ainsi que tous les objets que l'on amasse dans nos appartements sont exposés à une détérioration plus ou moins rapide mais inévitable.

Action conjuguée de l'humidité et du gel

Le corps des murs en élévation subit une altération progressive qui peut compromettre leur solidité: une humidité constante n'est pas nécessairement nuisible à des constructions en pierre : les pierres enfouies dans le sol quoique séjournant constamment dans l'eau ne sont pas exposées à se détériorer mais il n'en est pas de même de celles qui ont à subir une alternance de l'humidité, de la sécheresse et du gel. Les matériaux employés habituellement dans les constructions : bois, briques, moellons, pierres y compris les pierre les plus dures, le marbre ou le granit sont tous plus ou moins poreux c'est-à-dire que plongés dans l'eau après avoir été préalablement pesés dans un état de sécheresse complet il n'en est aucun qui pesé de nouveau ne donne un poids supérieur résultant de la dose d humidité qu'il aura absorbée. Lorsque le matériau est soumis au gel, l'humidité se transforme en glace qui peut exercer des pressions disruptives sur le matériau qui conduit à sa fragmentation (cryoclastie) ce qui peut compromettre la cohésion et la stabilité du mur (on dit que le matériau est gélif).

Les isolants qui se trouvent imbibés d'humidité perdent leur capacité isolante, pourrissent dans certains cas, se dégradent dans tous les cas par action du gel.

Étanchéité des murs en contact avec la terre

Étanchéité des murs de soutènement

Barbacanes en pied de mur

En règle générale on pourvoit le mur, de barbacanes : espèces de créneaux carrés ménagés dans le bas et à travers le mur, pour faciliter l'écoulement des eaux. Si un mur présentant des problèmes d'humidité n'est pas muni de barbacanes, on peut essayer d'en aménager. Ces barbacanes peuvent se percer au trépan ou au ciseau de maçon. On les revêtait au XIX^e siècle, de tubes en fonte, qu'il convenait de pousser le plus loin possible afin d'empêcher l'eau de venir encore mouiller le parement intérieur. Les tubes d'asséchement avaient 7 à 8 cm de diamètre extérieur et étaient percés sur tout leur pourtour de petits trous coniques plus petits en dehors qu'en dedans, afin d'empêcher, autant que possible, leur oblitération. Ils avaient l0,25 m de longueur, étaient légèrement coniques et munis d'un manchon qui permettait de les assembler aisément bout à bout. Un de ces tubes chassait l'autre dans les trous percés au trépan et qu'on prolongeait dans les terres d'une longueur de 4 à 8 mètres.

Drain de dispersion

On peut aussi décider de réaliser un drain en pied de maçonnerie. Au XIX^e siècle le travail consistait à faire une tranchée pour séparer les terres humides du mur en ayant soin de la creuser aussi bas que la retraite des fondations. On maçonnait au fond de cette tranchée une rigole en pierres ou en briques, à laquelle on donnait une pente d'un pour cent au moins et la forme d'une petite voûte renversée. Au-dessus de la rigole, on construisait une voûte en pierres sèches, et au-dessus de cette voûte on remplissait la tranchée avec de la blocaille jetée pèle-mêle et sans mortier. L'eau des terres suintait alors à travers cette blocaille, se rassemblait dans la rigole et s'écoulait au dehors par une issue qu'on avait pris soin de ménager. Il suffisait de donner à la tranchée 40 cm à 50 cm de largeur au fond. On tenait ses parois aussi raides que possible par des étrésillons qu'on enlevait au fur et à mesure qu'on la remplissait de blocaille. S'il n'en existait pas un crépi était soigneusement réalisé en mortier hydraulique.

Au XXI^e siècle, si le principe est resté le même. Le drain lui-même est réalisé par des tuyaux percés de trous en matière synthétique, en béton, en terre cuite, voir en fibre de coco de plus ou moins 10 cm de diamètre. Le drain est posé éventuellement sur une banquette en béton. Une chemise de drainage est disposée sur 50 cm autour du drain, constituée de gravier qui vont agir comme un filtre et éviter le colmatage du drain par les terres ou par les racines qui trouveraient à s'y propager. Le gravier est enrobé éventuellement d'une membrane géotextile ou natte anticontaminante.

La face du mur en contact avec les terres est enduite d'un mortier (épaisseur 10 mm et plus) additionnées de couches de goudron ou de couches de vernis activé au bitume. Des nattes drainantes en polyéthylène sont agrafées sur toute la surface enduite qui vont canaliser verticalement l'eau vers le drain en pied de mur.

Puits absorbants

Au XIX^e siècle, un autre moyen était utilisé pour faire disparaître l'humidité dont les terres sont imprégnées, cause première de celle du mur. C'est le forage de puits absorbants. On appelait ainsi des trous forés à la sonde comme les puits artésiens, mais qui produisent un effet inverse. Dans certains cas, l'humidité de certaines couches de terre provient des couches d'argile imperméables qui se trouvent en dessous d'elles et qui ne laissent pas filtrer les eaux plus bas dans des terrains perméables sur lesquels elles reposent elles-mêmes. Si l'on vient à percer le banc d'argile par des trous de sonde, l'eau trouve son écoulement naturel, et le banc d'argile devient alors un véritable bouclier qui empêche les eaux imprégnant les terrains sous-jacents d'être pompées par les maçonneries. La connaissance exacte de la constitution géologique du sol peut seule augurer de la faisabilité du système.

Étanchéité des murs de cave

Pour le mur de cave on réalise le système de drainage décrit plus haut.

Étanchéité des murs contre l'humidité ambiante extérieure

Crépissage d'un bâtiment au Cameroun.

En Europe, la composition et l'épaisseur du mur ont été dictées par des impératifs d'étanchéité. Le mur devait être suffisamment épais et suffisamment étanche pour qu'entre deux saisons successives de temps pluvieux, le mur ait le temps de sécher suffisamment pour qu'à aucun moment l'humidité du mur ne parvienne jusqu'à sa face intérieure. On préservait éventuellement le bas des murs via un revêtement de dalles sur une hauteur d'environ un mètre. Si la base des murs était en pierre calcaire de bonne qualité ou en pierre de meulière bien « rocaillée » ce revêtement n'était pas nécessaire.

Utilisant de la pierre ou de la brique les murs devaient être très épais. Pour remédier à cet inconvénient quatre compositions de mur extérieur se sont constituées par la suite:

• le crépi sur mur plein, dans les pays les plus secs;
• le mur plein à peau étanche à l'eau et à la vapeur d'eau, par apposition d'une lame de pierre, de céramique ou d'un matériau synthétique.
• le mur creux. Le parement extérieur est séparé du bloc intérieur, porteur ou non, par une coulisse ventilée, dans laquelle, plus tard s'insérera un isolant voire un pare-vapeur.
• le bardage en écaille de bois d'ardoise ou de terre cuite.

Étanchéité des murs contre l'humidité ascensionnelle

Au XIX^e siècle, le meilleur moyen se prémunir de l'humidité qui peut s'introduire dans les constructions par le sol, consistait à interposer à un certain niveau du mur un obstacle qui empêchait l'humidité de passer. On utilisait le plomb, des enduits composés de corps gras bitumineux ou résineux ou des mortiers hydrofuges. L'étanchéité était placée un peu en dessous du niveau du sol intérieur du rez-de-chaussée et légèrement au-dessus du sol extérieur.

Au XXI^e siècle, la manière de procédé est semblable. Les matériaux ont évolué caoutchouc, polyéthylène nervuré, etc.

En France

Le respect du DTU 20.1 est efficace pour éviter les problèmes de l'humidité ascensionnelle. On constate qu'il faut entre 8 et 15 ans pour s'apercevoir que le DTU n'a pas été pris en compte.

Étanchéité des planchers contre l'humidité ascensionnelle

Anciennement, pour les pièces au-dessous du rez-de-chaussée, on préconisait un enduit général de bitume étendu sur toute la surface du sol sur lequel on disposait éventuellement un lit de mortier; au-dessus de cet chape on établissait ensuite, soit un carrelage, soit un dallage de pierre ou de marbre, soit un parquet au-dessus de lambourdes. Les lambourdes ou dallages pouvaient être disposés sur des murs espacés de manière régulière, préfiguration de ce que seront les vides ventilés.

Caves et Vide ventilé

La cave était le lieu où l'on entreposait les denrées ou le vin, le bois, plus tard, le charbon. Selon Jacques-François Blondel en 1750 leur destination est de rendre le sol du bâtiment moins humide et par conséquent plus habitable. Des soupiraux pour éclairer sont placés en vis=à-vis « au pied murs de face, du côté de la cour et du côté Jardins; afin que par cette direction elles puissent faciliter la circulation de l'air ce qui contribue rendre beaucoup plus sains les Appartements qui sont élevés au-dessus ».

La mise en œuvre des caves, dans certains cas, fait l'objet de soins particuliers. Une cave doit être fraîche en été, tempérée en hiver, pour la conservation du vin, exempte d'humidité :

En 1820, autant qu'il se pourra, les caves à destination de la conservation du vin « seront construites profondément en terre, entourées de bons aqueducs, trois ou quatre pieds plus bas que le pavé de la cave, faits en bonne maçonnerie ou en briques, pour qu'en tout temps, la cave soit parfaitement sèche; sans cela, les douves et les cercles y sont très-vite pourris. Les murs servant en même temps de fondements au bâtiment placé au-dessus, et ayant à résister à la poussée des terres et de la voûte, seront construits en bons matériaux, avec du mortier fait en chaux vive (éteinte à mesure qu'on l'emploie), du bon sable de rivière, et le crépissage mêlé de cendres tamisées ou de briques pilées. On donnera à ces murs quatre à cinq pieds d'épaisseur suivant l'élévation ou le poids des murs qu'ils auront à supporter... ». On place des soupiraux au pour modifier l'atmosphère dans certaines circonstances

Dans des rénovations maladroites les soupiraux se retrouvent souvent obturés, les caves ne sont plus ventilées, l'humidité n'est plus évacuée ce qui contribue dans certains cas au développement de moisissures et à la dégradation des murs.

Le vide ventilé ou vide sanitaire est un espace de 80-100 cm ménagé entre le plancher du rez-de-chaussée et le sol et qui communique avec l'extérieur au moyen de sas ou de tuyaux en T disposés de manière ponctuelle, destiné à évacuer l'humidité ambiante excédentaire. Certaines caves de faible hauteur pourront faire penser à des vides ventilés, toutefois il semblerait que cette manière de procéder nous viendrait des États-Unis et que l'Europe l'aurait adoptée à partir des années 1950, pendant la reconstruction.

Étanchéité en toiture

toiture traditionnelle (ardoisé tuile...)

L'étanchéité est assurée par la couverture et la sous-toiture. Côté intérieure, l'isolant doit être éventuellement protégé de l'humidité ambiante par un freine ou un pare-vapeur

toiture industrielle

L'étanchéité est assurée par une TAN (tôle d'acier nervurée)

toiture terrasse (ou 5^e façade)

L'étanchéité y est assurée par un complexe Iso-étanche. Ce dernier est composé, de manière générale

- d'un pare-vapeur (évitant les remontées humides du bâtiment chauffé) ;

- d'un isolant (PUR, PIR, PSE, XPS, LM)

- d'un complexe d'étanchéité en partie courante (membrane bitumineuse, PVC, TPO, FPO, EPDM)

- en périphérie de relevés d’étanchéité (de même nature que la partie courante).

Étanchéité à l'air

Les bâtiments dans les pays septentrionaux se conçoivent de plus en plus comme des enveloppes étanches à l'air, ce qui pose le problème éventuel du renouvellement de l'air intérieur. Toute infiltration d'air génère une consommation supplémentaire de chaleur en hiver, de froid en été. Les déperditions thermique occasionnés par une mauvaise étanchéité à l'air peuvent être très préjudiciables à l'efficacité énergétique d'un bâtiment, préoccupation majeure des standards issus de l'écoconception et des approches de type haute qualité environnementale comme le « maison passive/Passivhaus » allemand, les RT2005, HPE et THPE (voir Haute performance énergétique et Réglementation thermique (France)), et les BBC Effinergie (Bâtiment de basse consommation) français, Maison 3 litres allemand, Minergie suisse et Minergie-Passif, etc.

L'étanchéité à l'air décrit la façon dont l’enveloppe d’un bâtiment empêche les fuites d’air.

L’étanchéité à l’air peut être décrite de différentes manières:

• en renouvellement d’air par heure à une certaine pression. (Canada - 50 Pa, RAH à 50 Pa).
• en Surface de fuite équivalente: Taille d’un seul trou dans l’enveloppe de votre maison, qui équivaut au total de tous les trous ou de toutes les ouvertures d’où ’échappe l’air (Canada).

Pour vérifier la bonne étanchéité du bâtiment, on effectue un test d'infiltrométrie en cours de chantier après le clos/couvert et avant toute finition, pour pouvoir accéder à tous les recoins et faire les reprises si besoin.

Usages en conception de l'étanchéité à l'air

Lorsqu'un bâtiment est construit sans souci de sa parfaite étanchéité à l'air (mode courant de construction), son enveloppe et ses parois séparatives entre locaux chauffés et locaux froids comportent des faiblesses. Pour n'en citer que quelques-unes:

• parpaings non enduits : circulation d'air à travers les joints;
• jonction châssis/gros-œuvre non calfeutrée;
• châssis mal conçus ou mal réglés;
• passages de gaines non calfeutrés;
• pare-vapeur non continu en cas de construction bois : faiblesse à chaque percement, pas de scotch pour raccorder aux supports, etc.

Ces infiltrations entre espaces chauffés et espaces non chauffés ou extérieur donnent lieu à de la condensation. Cette condensation peut s'accumuler dans les isolants ou tout autre recoin sans que personne ne s'en aperçoive, jusqu'à détériorer complètement l'enveloppe thermique voire la structure.

ATTENTION : la mousse polyuréthane en bombe ne calfeutre pas efficacement! Elle sèche au bout de très peu de temps et s'effrite à la moindre dilatation. De même, les compribandes pour la pose de châssis montrent leur limite lorsque le support de pose n'est pas parfaitement lisse : il ne doit ni être trop, ni pas assez comprimé.

Quelques solutions efficaces:

• soigner la conception pour limiter les risques d'infiltration (pas de prise électrique en paroi extérieure, dessiner les détails en imaginant un fil continu étanche, informer les entreprises de chaque corps de métier de leurs devoirs et les recommandations en matière d'étanchéité à l'air);
• enduire intérieur + extérieur les murs maçonnés (parpaing, brique);
• poser des scotchs adaptés entre châssis et support;
• scotcher les lés de pare-vapeur entre eux et avec chaque support de manière totalement continue;
• colmater les traversées de réseaux avec le même produit que son support (mortier en cas de béton ou maçonnerie, plâtre en cas de cloisons, béton en cas de dalle béton, manchettes ou manchons en cas de pare-vapeur, etc.);
• créer une enveloppe en mousse polyuréthane projetée (et non en bombe) d'au moins 3 cm sur le bâti;

Voir aussi

Articles connexes

• Renouvellement de l'air intérieur
• Solin (construction)
• Humidité (construction)

Liens externes

• Les étanchéités sur le site energieplus-lesite.be de Architecture et Climat de l'université catholique de Louvain
• Etanchéïté à l'air - Schémas de mises en œuvre dans le Bâtiment par GuidEnR HQE