Chapitre IV Règles de conception des murs extérieurs en fonction des risques de condensation dans l'épaisseur du mur
4.1 Domaine d'application
4.1.1 Objet
Le présent chapitre s'applique aux parois sur la face intérieure desquelles est rapportée une isolation thermique.
Il a pour objet de définir les conditions permettant de parer aux effets de la condensation de la vapeur d'eau dans l'isolant thermique ou dans la paroi extérieure.
4.1.2 Dispositions constructives
Complexe de doublage fixé sur :
-
la face interne des nervures .
 : Murs extérieurs en panneaux préfabriqués de grandes dimensions du type plaque pleine ou nervurée en béton ordinaire/-MEM) (juin 1980)/image/fig_AGH_1_96.png)
Figure 4.1a
-
le parement intérieur du panneau .
 : Murs extérieurs en panneaux préfabriqués de grandes dimensions du type plaque pleine ou nervurée en béton ordinaire/-MEM) (juin 1980)/image/fig_AGH_1_97.png)
Figure 4.1b
Cloison de doublage autoportante à âme isolante placée à l'arrière du panneau préfabriqué avec lame d'air continue :
Commentaire
-
s'il est prévu une cloison de doublage autoportante :
celle-ci peut être à âme isolante, généralement séparée de la paroi extérieure par une lame d'air (voir fig. 4.1c, 4.1d et 4.1d bis).
-
sans protection en pied
 : Murs extérieurs en panneaux préfabriqués de grandes dimensions du type plaque pleine ou nervurée en béton ordinaire/-MEM) (juin 1980)/image/fig_AGH_1_98.png)
Figure 4.1c
-
avec protection en pied
 : Murs extérieurs en panneaux préfabriqués de grandes dimensions du type plaque pleine ou nervurée en béton ordinaire/-MEM) (juin 1980)/image/fig_AGH_1_99.png)
Figure 4.1d et 4.1d bis
Commentaire
si elle n'est pas spécialement isolante, l'isolant est mis en place dans l'espace existant entre face interne de la paroi extérieure et cloison de doublage et peut soit remplir complètement cet espace (voir fig. 4.1e), soit être appliqué côté cloison de doublage en ménageant une lame d'air entre l'isolant et la paroi extérieure (voir fig. 4.1f).
 : Murs extérieurs en panneaux préfabriqués de grandes dimensions du type plaque pleine ou nervurée en béton ordinaire/-MEM) (juin 1980)/image/fig_AGH_1_100.png)
Figure 4.1e
 : Murs extérieurs en panneaux préfabriqués de grandes dimensions du type plaque pleine ou nervurée en béton ordinaire/-MEM) (juin 1980)/image/fig_AGH_1_101.png)
Figure 4.1f
4.2 Rappel des exigences
Le mur doit être conçu de façon que :
4.2.1 Les condensations sur le parement intérieur des murs soient limitées
Le risque de condensation sur le parement intérieur des murs ne dépend pas uniquement de leur conception et ne peut donc être examiné de façon complète dans le présent document. Il peut cependant être limité moyennant le respect de la règle énoncée au § 4.3.1.
Commentaire
Les conditions d'utilisation de certains locaux peuvent en effet contribuer largement à l'apparition de condensations superficielles sur la face intérieure des murs de façade, notamment sur les points faibles thermiques (ponts thermiques) partiellement ou non corrigés et sur les zones adjacentes des plafonds et des cloisons en retour.
Il peut se produire également des hétérogénéités d'aspect par thermophorèse (dépôts différentiels de poussières souvent appelés « fantômes »).
Les dispositions susceptibles de pallier les effets de ces phénomènes n'entrent pas dans le cadre des travaux concernés par le présent document. Des indications sur les précautions à prendre figurent dans le titre I, hygrothermique, des « Exemples de solutions pour faciliter l'application du Règlement de construction » auxquels il a été fait référence à l' article 1.5.3.
4.2.2 Il n'y ait pas de condensation dans l'épaisseur de l'isolant ni sur sa face intérieure
4.2.3 Les condensations sur la face intérieure du panneau préfabriqué ne soient pas dommageables
Commentaire
L'analyse des risques de condensation dans de telles parois montre que :
des condensations sur la face intérieure du panneau préfabriqué sont inévitables,
des condensations peuvent également se produire, dans certains cas d'hygrométrie de l'ambiance intérieure et/ou de conception du mur, dans l'épaisseur ou sur la face intérieure de l'isolant.
4.3 Règles permettant de satisfaire à ces exigences
On trouvera au § 4.3.5.1 un tableau résumant les règles applicables aux murs extérieurs en panneaux préfabriqués
4.3.1 Règles pour limiter le risque de condensation sur le parement intérieur du mur
Le mur devra être conçu de telle sorte que le facteur de température superficielle μ soit inférieur à 0,20 .
Commentaire
L'observation de cette règle conduit à prévoir un isolant au pourtour de l'encadrement de baie (fig. 4.2a) et notamment à interdire la solution représentée par la figure 4.2b.
 : Murs extérieurs en panneaux préfabriqués de grandes dimensions du type plaque pleine ou nervurée en béton ordinaire/-MEM) (juin 1980)/image/fig_AGH_1_102.png)
avec
 : Murs extérieurs en panneaux préfabriqués de grandes dimensions du type plaque pleine ou nervurée en béton ordinaire/-MEM) (juin 1980)/image/for_AGH_1_9.png)
où
T i et T e sont les températures d'ambiance intérieure et extérieure,
θi la température superficielle intérieure,
K le coefficient de transmission surfacique du mur
1/h i = 0,11 m².°C/W.
 : Murs extérieurs en panneaux préfabriqués de grandes dimensions du type plaque pleine ou nervurée en béton ordinaire/-MEM) (juin 1980)/image/fig_AGH_1_103.png)
Figure 4.2a
 : Murs extérieurs en panneaux préfabriqués de grandes dimensions du type plaque pleine ou nervurée en béton ordinaire/-MEM) (juin 1980)/image/fig_AGH_1_104.png)
Figure 4.2b
4.3.2 Condensation sur la face intérieure de l'isolant
Pour éviter le risque de condensation sur la face intérieure de l'isolant, la résistance thermique de l'isolant R Ti (lame d'air éventuelle incluse) doit être supérieure à 3 fois la résistance thermique de la paroi intérieure R TP :
R Ti > 3 R TP
Commentaire
La paroi intérieure est ici constituée par les matériaux ou ouvrages qui séparent l'isolant du milieu intérieur. Il s'agit d'une plaque de plâtre sur les figures 4.1a et 4.1d et d'une contre-cloison sur les figures 4.1e et 4.1f.
4.3.3 Condensation dans l'épaisseur de l'isolant
Commentaire
Le risque de condensation dans l'épaisseur de l'isolant est principalement conditionné par l'humidité contenue dans l'air à l'intérieur du local. Il augmente lorsque la température extérieure baisse et lorsque la résistance thermique R TM du mur diminue.
L'humidité à l'intérieur d'un local ventilé résulte de l'équilibre entre la production de vapeur à l'intérieur du local et le rythme de la ventilation.
Cet équilibre s'écrit
 : Murs extérieurs en panneaux préfabriqués de grandes dimensions du type plaque pleine ou nervurée en béton ordinaire/-MEM) (juin 1980)/image/for_AGH_1_10.png)
où :
We est l'humidité absolue de l'air extérieur
Wi celle résultante dans l'air intérieur
W la quantité de vapeur produite à l'intérieur du local par heure
n le taux horaire de renouvellement d'air.
4.3.3.1 Classification des locaux en fonction de leur hygrométrie
On définit quatre types de locaux :
local à faible hygrométrie : (W / n) ≤ 2,5 g/m³
local à hygrométrie moyenne : 2,5 < (W / n) ≤ 5 g/m³
local à forte hygrométrie : 5 < (W / n) ≤ 7,5 g/m³
local à très forte hygrométrie : (W / n) > 7,5 g/m³
Commentaire
En règle générale, les locaux peuvent être classés comme suit :
Locaux à faible hygrométrie : immeubles de bureaux non conditionnés ou les externats scolaires ainsi que certains logements équipés de ventilation mécanique contrôlée et de systèmes propres à évacuer les pointes de production de vapeur d'eau dès qu'elles se produisent (hottes...) ;
Locaux à hygrométrie moyenne : bâtiments d'habitation, y compris les cuisines et salles d'eau, correctement chauffés et ventilés, sans sur-occupation ;
Locaux à forte hygrométrie : bâtiments d'habitation médiocrement ventilés et sur-occupés, ainsi que certains locaux industriels...
Locaux à très forte hygrométrie : locaux spéciaux tels que locaux industriels nécessitant le maintien d'une humidité relative élevée, locaux sanitaires de collectivités, piscines couvertes.
Le classement figurant ci-dessus est donné à titre indicatif pour les valeurs habituelles du taux horaire de renouvellement d'air procuré notamment par les menuiseries traditionnelles. L'emploi de menuiseries à étanchéité renforcée, ou la mise en oeuvre de garnitures dans les feuillures peuvent modifier considérablement l'hygrométrie d'un local, ainsi que sa place dans le classement ci-dessus.
4.3.3.2 Règles propres aux divers types de locaux
Il n'est formulé aucune règle particulière pour les locaux à faible hygrométrie et à hygrométrie moyenne.
-
Dans le cas de locaux à forte hygrométrie, pour éviter les risques de condensation dans l'isolant, la résistance à la diffusion RDP de la paroi intérieure, éventuellement complétée par une barrière de vapeur doit être telle que :
 : Murs extérieurs en panneaux préfabriqués de grandes dimensions du type plaque pleine ou nervurée en béton ordinaire/-MEM) (juin 1980)/image/for_AGH_1_15.png)
Il n'est pas admis, sauf justification particulière, de prendre en compte, pour ce calcul, les barrières de vapeur placées directement sur la face intérieure de la paroi intérieure.
Commentaire
Cette exclusion est justifiée par le fait qu'une telle barrière de vapeur peut être enlevée ultérieurement (par exemple film de peinture étanche) ou détériorée.
Les locaux à très forte hygrométrie doivent faire l'objet d'une étude cas par cas.
4.3.4 Condensation sur la face intérieure du panneau préfabriqué
Commentaire
Une telle condensation est inévitable ; le problème est de concevoir le mur pour s'en accommoder. En règle générale, la capacité d'absorption de cette paroi est telle qu'elle pourra absorber sans difficulté la condensation. Le rythme de condensation reste en effet limité dans les cas les plus défavorables à des valeurs de l'ordre de 2 g/m².h.
Le problème se pose différemment dans le cas où la température intérieure du panneau préfabriqué peut rester assez longtemps négative ; la condensation forme alors une couche de glace non absorbée pouvant occasionner des dommages lors de la fusion.
On est amené alors à distinguer :
les murs avec lame d'air entre l'isolant et la paroi extérieure des murs sans lame d'air pour lesquels l'eau de fusion peut progresser dans l'isolant s'il est hydrophile.
-
les murs avec doublage autoportant des murs où la paroi intérieure se trouve tenue par le simple collage de l'isolant sur le mur, collage qui peut être altéré par des phénomènes de gel et dégel répétés.
Les paramètres intervenant principalement dans ce phénomène sont :
la température de la surface intérieure du panneau préfabriqué ou plus exactement le temps pendant lequel cette température peut rester négative. Ce temps est fonction du climat extérieur (séquence froide), des caractéristiques thermiques (masse et résistance) du panneau préfabriqué et de l'épaisseur d'isolant. Une forte épaisseur d'isolant abaissant la température du panneau préfabriqué augmente, toute chose égale par ailleurs, le risque ;
la résistance à la diffusion des couches intérieures (R DP + R DI) qui est propre à limiter la quantité d'humidité qui diffuse et à la maintenir en dessous d'une valeur limite acceptable.
4.3.4.1 Cas des parois extérieures à forte résistance thermique
Aucune prescription n'est imposée lorsque la résistance thermique R TM de l'élément préfabriqué satisfait à la condition ci-après : 3 R TM ≥ R TI + R TP
4.3.4.2 Cas des parois extérieures à faible résistance thermique
Si la condition indiquée à l' article 4.3.4.1 n'est pas satisfaite (soit si 3 R TM < R TI + R TP), l'une des deux règles ci-après doit être respectée :
4.3.4.2.1 soit limiter le flux de vapeur
Commentaire
Le flux de vapeur doit être d'autant plus limité que la résistance thermique R TM est plus faible et que les risques de séquences froides sont plus grands.
Les conditions à satisfaire sont les suivantes :
-
en dehors des zones très froides 12
Dans le cas où R TM < 0,086 m².°C/W :
 : Murs extérieurs en panneaux préfabriqués de grandes dimensions du type plaque pleine ou nervurée en béton ordinaire/-MEM) (juin 1980)/image/for_AGH_1_16.png)
-
dans les zones très froides 12
 : Murs extérieurs en panneaux préfabriqués de grandes dimensions du type plaque pleine ou nervurée en béton ordinaire/-MEM) (juin 1980)/image/for_AGH_1_17.png)
Il est rappelé qu'en toutes zones, il n'est pas admis de prendre en compte, dans le calcul de R DP, les barrières de vapeur placées directement sur la face interne de la paroi intérieure (voir commentaire de l'article 4.3.3.2.2).
Sont considérées comme zones très froides :
- les zones où la température de base, calculée conformément au titre II des Règles Th, est inférieure à - 15 °C,
- les zones d'altitude supérieure à 600 m situées en zone climatique H1 uniquement (telle qu'elle est définie par l' arrêté du 24 mars 1982).
4.3.4.2.2 soit évacuer l'eau de fusion
Pour éviter l'humidification du doublage intérieur lors de la fusion de l'eau condensée, des dispositifs de récupération et d'évacuation vers l'extérieur doivent être prévus à la partie basse du mur.
4.3.5 Application aux murs courants
4.3.5.1 Résumé des règles à respecter
Suivant la conception du mur, les règles à envisager sont résumées dans le tableau A ci-après.
 : Murs extérieurs en panneaux préfabriqués de grandes dimensions du type plaque pleine ou nervurée en béton ordinaire/-MEM) (juin 1980)/image/fig_AGH_1_148.png)
Tableau A
4.3.5.2 Valeurs utiles de résistance à la diffusion ou de perméabilité à la vapeur
Les tableaux B1 et B2 donnent respectivement les valeurs utiles de la résistance à la diffusion des parois intérieures courantes et celles de la perméabilité à la vapeur des principaux isolants.
 : Murs extérieurs en panneaux préfabriqués de grandes dimensions du type plaque pleine ou nervurée en béton ordinaire/-MEM) (juin 1980)/image/tab_AGH_1_6.png)
Tableau B1 Valeurs de la résistance à la diffusion de parois intérieures courantes (R DP)
 : Murs extérieurs en panneaux préfabriqués de grandes dimensions du type plaque pleine ou nervurée en béton ordinaire/-MEM) (juin 1980)/image/tab_AGH_1_7.png)
Tableau B2 Valeurs de la perméabilité à la vapeur des principaux isolants utilisés (R DI = e/π)
Commentaire
L'isolation thermique peut être rapportée de diverses façons sur la face intérieure de la paroi extérieure en panneaux préfabriqués :
s'il n'existe pas de cloison de doublage, l'isolation thermique est obtenue en fixant, sur la face intérieure de la paroi, un complexe associant une plaque de parement et un isolant (voir fig. 4.1a et 4.1b).