Pourquoi l'étanchéité à l'air ?

 

Ce dossier vise à expliquer en quoi l'étanchéité à l'air est un paramètre déterminant pour les maisons basse consommation et passives, ou sont les fuites, comment améliorer son bâtiment, et enfin, ce qu'est un test d'étanchéité et comment il se pratique.

Dossier réalisé par Frédéric Loyau et Vincent Garot - 2009

 

 

L'étanchéité à l'air et la basse énergie

La démarche qualité autour de l'étanchéité à l'air est la conséquence de l'évolution de la façon de construire les maisons.

Lorsqu'aujourd'hui, une maison est construite avec un système de chauffage central, des radiateurs dans chaque pièce, et une ventilation mécanique simple flux, la logique veut que ce soit la puissance des appareils qui soit fonction de la (mauvaise) qualité de l’enveloppe du bâti. Pour que la température de confort dans le volume chauffé soit assurée, le système est conséquent et donc coûteux (soit à l’investissement, soit au fonctionnement, soit les deux). Les maisons peuvent être plus ou moins étanches (en fonction du soin porté par l'artisan à la réalisation) mais de toute façon, la qualité de la construction n'est pas jugée par rapport à la surface de fuites mais simplement par rapport à la satisfaction des conditions de confort. Le choix du système de ventilation est complètement dissocié du chauffage.
La manière de construire les maisons est en train d'évoluer car l’amélioration de l’isolation du bâti remet en cause l’intérêt du système de chauffage central. On appelle ces évolutions les maisons à basse consommation et les maisons passives.

L'objectif est de satisfaire aux conditions de confort avec des appareils moins puissants et d'axer les efforts sur l'enveloppe du bâtiment.
Ainsi, une maison basse consommation (même grande) peut être chauffée avec un poêle à bois comme unique moyen de chauffage. La diminution du besoin de chauffage limite la pertinence des solutions de chauffage coûteuses à l’investissement. Le réseau de distribution de chauffage (radiateur, plancher chauffant...) n’est plus utile. Plus performante encore, une maison passive peut être chauffée avec une simple résistance de faible puissance qui compense quelques jours par an le surplus de déperditions du projet.
Pour atteindre un tel résultat, la maison est mieux isolée, c'est à dire qu'elle présente des épaisseurs d'isolation plus conséquentes et limite les défauts d'isolation par une meilleure continuité et traitement des points faibles. Les VMC simple flux sont remplacées par des VMC double flux haut rendement qui présentent l'avantage de réduire de manière conséquente les pertes thermiques dues à l'aération de la maison.

Lorsque le chauffage est réalisé avec un poêle, c'est l'air de la maison qui contient les calories. Il n'y a pas de sensation d'inconfort car il n'y a ni parois froides ni fortes différences de températures dans le volume (puisque peu de besoin de chauffage).

La ventilation double flux par son fonctionnement pousse la chaleur produite par le poêle vers les autres pièces de la maison.
Ainsi, correctement dimensionné, le poêle peut chauffer des surfaces de 150 m². La contrainte, quant à elle est réduite car les quantités de bois sont inférieures à 5 stères par an (une maison basse conso a un besoin de chauffage inférieur à 40 kwh/m²). Dans ce cadre, chaque fuite d'air vers l'extérieur est un problème pour le bon fonctionnement thermique de la maison car cela augmente le besoin de chauffage et réduit la possibilité d'utiliser ces systèmes d'appoint pour répartir la chaleur dans la maison. C'est là, la révolution apportée par les maisons basse consommation, il n’est plus nécessaire de prévoir des émetteurs de chauffage dans toutes les pièces.

 

Impact de l’étanchéité à l’air sur une maison actuelle avec une VMC simple flux

 

Schéma 1 : circulation de l’air avec étanchéité à l’air correcte

Dans une maison avec une bonne étanchéité à l’air, l’air neuf entre dans l’habitat par les orifices prévus à cet effet situés dans les pièces de vie (entrées d’air en menuiserie). Les bouches d’extraction de la VMC situées dans les pièces humides aspirent un volume d’air prédéterminé ce qui permet une circulation de l’air neuf des pièces de vie vers les pièces de service (flèches bleues).

Schéma 2 : circulation de l’air avec une mauvaise étanchéité à l’air

Lorsque l’étanchéité à l’air est mauvaise, les infiltrations d’air perturbent la circulation d’air dans la maison, mais ne gênèrent pas de surconsommation de chauffage. On peut voir sur le schéma 1 que la bouche de ventilation de la salle de bain qui aspirait l’air neuf entrant par la chambre 2, n’a plus cette fonction dans le schéma 2. L’air aspiré s’infiltre par la fenêtre de la salle de bain. Les pièces de vie sont moins bien ventilées : la qualité de l’air s’en ressent.

Conclusion : les conséquences sur la consommation de chauffage sont minimes car la VMC met la maison en dépression. Ce faisant, pour fonctionner, on ajoute volontairement des fuites d’air via les entrées d’air au dessus des menuiseries pour que l’aspiration d’air fonctionne. Que l’air passe par les fuites volontaires ou involontaires, une quantité d’air à peu près égale est aspirée dans la maison. Mais dans les deux cas, le renouvellement d’air représente tout de même 20% de la note de chauffage (environ 2% supplémentaire si l’étanchéité à l’air est mauvaise.).

 

Impact de l’étanchéité à l’air avec une VMC double flux

 

Schéma 1 : circulation de l’air avec une bonne étanchéité à l’air

Dans une maison avec une bonne étanchéité à l’air, l’air neuf arrive à température ambiante (18°C) dans les pièces de vie, circule vers les pièces d’eau. L’air vicié est récupéré par les bouches d’extraction. La chaleur est récupérée par l’échangeur de chaleur.

Schéma 2 : circulation de l’air avec une mauvaise étanchéité à l’air

Lorsque l’étanchéité est mauvaise, l’air insufflé dans les pièces de vie est froid (10°C) parce que le rendement d’échange est mauvais, et cet air s’échappe par les fuites d’air des pièces de vie. L’extraction des pièces humides aspire l’air extérieur. La récupération de chaleur est considérablement amoindrie car la circulation d’air est court-circuitée.

Conclusion : alors qu’avec une VMC simple flux, l’augmentation des déperditions est minime, pour une VMC double flux, l’impact est considérable. Les déperditions liées au renouvellement de l’air sont réduite à 4% si la maison est bien étanche. Si l’étanchéité est mauvaise, ces déperditions peuvent aller jusqu’à 18%. En tenant compte de la consommation électrique supérieure de la VMC double flux, cette solution n’a plus aucun intérêt.

 

Étanchéité à l'air et systèmes de chauffage

 

CHAUFFER UNE MAISON RT 2005*

(*Réglementation Thermique de 2005)

Dans une construction RT2005 avec VMC simple flux, le système de chauffage central répartit la chaleur via des radiateurs installés dans chaque pièce. Les fuites n’ont pas beaucoup d’impact sur la circulation de l’air. Pour le chauffage, l’impact est également réduit puisque les appareils ont été dimensionné en prenant en considération le renouvellement d’air. L’impact d’une mauvaise étanchéité à l’air sur la consommation de chauffage est très faible mis à part quelques fuites vers l’extérieur.

CHAUFFER UNE MAISON BASSE CONSOMMATION

Dans une construction basse consommation avec une VMC double flux, l’enveloppe* de l’habitat est performante et étanche à l’air, la production de chaleur est réalisée avec un poêle qui diffuse de la chaleur par convection dans la pièce principale. Chaleur qui est ensuite récupérée par la VMC double flux et insufflée dans toutes les pièces de vie. Coupler poêle et VMC double flux permet une meilleure répartition de la chaleur produite par le poêle et donc ne nécessite pas la présence d’appoint pour les pièces éloignées.
* parois en contact avec l'extérieur (plancher, murs, toit, fenêtres)

CHAUFFER UNE MAISON PASSIVE

Dans une construction passive, l’isolation est encore plus performante et parfaitement étanche à l’air. Les besoins en chauffage sont infimes. La VMC double flux est munie d’une résistance pour les quelques jours très froids d’hiver, cela suffit à la diffusion de la chaleur dans toute la maison.

 

QUAND ET COMMENT ?

 

 

Points sensibles à traiter dès la conception

 

Ou sont les fuites ?

 

La pratique des tests d'étanchéité à l’air a permis aux professionnels de classer les fuites en trois grandes familles :

1. Les défauts de réalisation

La première source de fuites est due à des malfaçons sur chantier. Exemple très fréquent : les fenêtres sont mal posées. Or vous êtes en droit lorsque vous missionnez un professionnel que les menuiseries soient étanches à l'air et à l'eau car dans le cas inverse, cela conduit à des désordres ultérieurs.
Principaux désordres rencontrés :
- liaisons bâti/murs et ouvrant/bâti des
menuiseries
- Traversées de murs (canalisations et réseaux)
- Liaisons de parois mur/dalle, mur/charpente, murs/planchers...

 

2. Les défauts de fabrication

Certaines fuites sont dues à des défauts de fabrication. Sur les menuiseries là encore, il arrive, même sur des triples vitrages que la menuiserie ait un défaut qui conduise à des fuites d’air. Ce sont les fuites les plus compliquées à corriger.

 

 

 

3. Les défauts de conception

Une majorité de fuites nécessite de revoir la démarche en amont du chantier. L'étanchéité à l’air, c'est de la planification et de la conception technique, notamment sur la prescription (entrées d'air de poêles étanches, hottes à recyclage, prises électriques étanches) et sur les solutions techniques (ex : placement du tableau électrique dans l'enveloppe étanche, regroupement des traversées électriques pour les éclairages extérieurs, etc...).
Il faut spécifier sur les documents de consultation ces prescriptions spécifiques aux maisons basse consommation, et pas seulement exiger un niveau de performance important aux artisans.

Il est important de désigner un responsable sur le chantier pour le lot étanchéité à l’air qui s'occupe spécifiquement de ça, généralement les professionnels qui font l'isolation. La procédure de contrôle vise à l'obtention d'un résultat qui revient à une responsabilité en cas d’échec. Il est difficile de responsabiliser une entreprise si elles sont plusieurs à travailler sur la phase d’étanchéité.

 

LE TEST "BLOWER DOOR"

 

1. Voici le déroulement d'un test d'étanchéité à l'air avec travail de recherche de fuites. La maison soumise aux mesures a été conçue et construite suivant la démarche “maison passive”. Le test est réalisé avant le second oeuvre pour effectuer les corrections si nécessaire. La maison fait 180 m² et 625 m3.

 

2. Comme évoqué dans les pages précédentes, les investigations commencent toujours par une vérification des conditions météorologiques. Ici la vitesse du vent est relevée, sur la façade exposée du bâtiment, à l'aide de l'anémomètre à fil chaud.

3. Avant la réalisation du test, il faut préparer le bâtiment, c'est à dire colmater les trous volontaires : grilles de ventilation notamment. L'objectif du test est de trouver les fuites parasites, et non de mesurer l'air qui passe par les orifices prévus pour ça. Ces ouvertures sont obstruées au moyen de divers accessoires non destructifs (ballons gonflables, scotch décollable).

4. La fausse porte est montée au sol. Elle est constituée d'une bâche et d'un cadre métallique préalablement réglé aux dimensions de l'ouverture sur laquelle le matériel sera installé. Le cadre ne permet de faire qu'un rectangle, c'est pourquoi le test est impossible avec ce matériel si les ouvertures sont cintrées.

 

5. La porte soufflante se place soit en feuillure soit en tableau. L'opérateur veille à assurer une parfaite étanchéité entre le cadre et le mur support. Le ventilateur est ensuite mis en place et connecté aux sondes et à l'ordinateur qui traite le signal.

6. Au début et à la fin de chaque série de mesure, on réalise une mesure dite "à débit nul" pour étalonner la mesure en fonction des différences de pression entre intérieur et extérieur. Cette mesure est réalisée au moyen d'une housse qui rend la porte soufflante étanche.

7. Pendant l'essai les appareils de mesure tracent une courbe des informations collectées. Dès la fin du test la valeur n50 est connue. La mesure est en fait une série de cent mesures pour chaque palier défini. La courbe finalement obtenue est une moyenne de toutes ces mesures effectuées pendant la dizaine de minutes environ que prend le test complet.

8. Au niveau des jonctions entre sol et murs, la caméra thermique permet de localiser une entrée d'air parasite due à l'encollage défaillant du frein vapeur. L'entrepreneur peut normalement reprendre ce défaut à l'aide d'un cordon de colle adapté.

9. Au niveau des menuiseries extérieures, l'utilisation de fumigène permet de mettre en évidence des passages d'air entre les assemblages en bois de cette fenêtre (parcloses). Ce problème est un défaut de fabrication qui demande le remplacement ou la réparation de la fenêtre par son fabricant.

10. Au niveau des appareillages électriques, la bonne stratégie adoptée ici est de placer le tableau et les réseaux dans l'enveloppe étanchée à l'air. Toutefois, la recherche de fuites avec la main et l'anémomètre met en évidence un fourreau électrique non étanche traversant vers l'extérieur pour la commande du puits canadien. Le passage d'air est important. L'entrepreneur colmate les extrémités de cette traversée.

11. Au niveau des parties basses, le film d'étanchéité est déchiré par endroit ce qui génère des entrées d'air indésirables. L'entreprise rectifie le défaut à l'aide d'une bande adhésive adéquate.

 

 

 

12. Le test révèle une valeur pour n50 = 1 vol/h, alors que la norme “maison passive” voulue est de 0.6 vol/h. On se rend ici compte de l’utilité de faire un test en phase chantier pour pouvoir corriger les fuites et obtenir le résultat voulu à la réception de la maison.

 

 

Conditions requises pour pouvoir réaliser un test d’étanchéité à l’air

 

Conditions météorologiques
- vent inférieur à 20km/h - pas de période orageuse
Conditions du test
- si cheminée / poêle / insert, ils doivent être complètement éteints
- si chantier, le travail doit être arrêté pendant le test
- si chauffage au gaz, la chaudière doit être arrêtée pendant le test
- pas de faux plafonds tendus (test impossible) - évacuations d’eau bouchées, ou bien le siphon doit être rempli d’eau
- ouverture permettant la mise en place du matériel (non cintrée), qui n’excédera pas les caractéristiques suivantes : largeur 0.95m - hauteur 2.45m
- alimentation électrique en 230V, de préférence à l’intérieur du bâtiment

Tous textes, photos et schémas réalisés par Fiabitat Concept

FIABITAT CONCEPT Etudes énergétiques et environnementales / Optimisation de bâtiments basse consommation ou standard Passif Dimensionnement de VMC double flux / puits canadiens Tests d'étanchéité à l'air / Thermographie infrarouge Formations / Dossiers internet sur l'écoconstruction

FIABISHOP Nouveau site internet pour votre installation vmc double flux / puits canadien http://www.fiabishop.com