Etude de la réhabilitation hygrothermique des parois anciennes
EVALUATION IN-SITU DU COMPORTEMENT HYGROTHERMIQUE DE ... · Matériau Masse volumique (kg.m-3)...
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EVALUATION IN-SITU DU COMPORTEMENT
HYGROTHERMIQUE DE MAISONS BIOSOURCES
B. MOUJALLED, D. SAMRI (CETE du Sud-Ouest)
A. MARCOM (RAH Inventerre SCOP)
Contexte et objectifs
• Essor de l’usage des matériaux dits biosourcés pour le bâtiment, compte tenu de leur faible impact environnemental
• Le béton de chanvre se caractérise par une faible conductivité thermique et une forte sensibilité à la vapeur d’eau
• Le terre-paille présente un comportement similaire mais peu de données scientifiques sur sa caractérisation sont disponibles
• Suivi in-situ du comportement hygrothermique de deux maisons en béton de chanvre et en terre-paille
Présentation des opérations
• Maison en béton de chanvre
– SHON 250 m² en Dordogne
– Livrée en décembre 2011
– Structure bois porteuse
– Remplissage béton de chanvre (30cm)
Présentation des opérations
• Maison en terre-paille
– SHON 95 m² en Ariège
– Livrée en février 2008
– Structure bois porteuse
– Remplissage terre-paille (30cm)
Composition des parois
Béton de
chanvre
30 cm
cha
ux/
sab
le P
F7
0 (
2 c
m)
Ch
au
x/sa
ble
PF
80
(1
cm)
cha
ux/
sab
le P
F8
0(2
cm)*
*Les parois de la pièce instrumentée
ne dispose pas d’enduit intérieur
En
du
it c
ha
ux
(2 c
m)
En
du
it t
err
e (
2 c
m)
Terre-paille
30 cm
Mur en béton de chanvre Mur en terre-paille
Propriétés des matériaux
Matériau Masse
volumique
(kg.m-3)
Conductivité
thermique
(W.m-1.K-1)
Chaleur
massique
(J.kg-1.K-1)
Diffusivité
(10-7 m2.s-1)
Terre-paille 270 0,1 1200 3,1
Béton de chanvre 450 0,1 1000 2,2
Protocole expérimental
• Qualité de l’enveloppe
– analyse thermographique
– mesure de l’étanchéité à l’air
• Suivi in-situ sur 2 ans (pas d’acquisition de 15 minutes)
– confort hygrothermique intérieur avec 8 enregistreurs T-HR
et station météo extérieure
– comportement hygrothermique de deux parois avec et sans
ensoleillement
– Mesure de flux thermique (uniquement béton de chanvre)
Instrumentation des parois
Sonde de contact
(T surface)
Sonde T-HR
dans la paroi
Boîtiers
d’acquisition
Fluxmètre
Sonde de contact
(T surface)
Boîtiers
d’acquisition
Sonde T-HR
intérieureStation météo
0 2 17 27 32 34 cmIntérieur Extérieur
T surface
T & HR
paroi
T surface
T & HR
intérieur
T & HR
extérieur
En
du
it t
err
e
Terr
e-p
ail
le
En
du
it c
ha
ux
Sonde de
contact
(T surface)
Boîtiers d’acquisition
(Hobo)
Qualité de l’enveloppe
• Homogénéité des températures de surface
• Absence de ponts thermiques de structure
Maison en béton de chanvre Maison en terre-paille
Qualité de l’enveloppe
• Infiltrations importantes au niveau des liaisons périphériques
Excellent Bon Moyen Mauvais
1,32 m3/(h.m2)
Très mauvais
Excellent Bon Moyen Mauvais
1,67 m3/(h.m2)
Très mauvais
Béton de chanvre
Terre-paille
Confort hygrothermique hiver
• Les mesures de T et HR respectent globalement la
zone de confort en hiver
0
5
10
15
20
25
10 15 20 25 30
Hum
idité
abs
olue
(g
vape
ur/k
g a.
s.)
Température sèche ( °C)
Zone air sec Zone pathologie Zone pathologieZone confort (hiver) TP_salon_hiver BC_salon_hiver
HIVER (nov. 2012 – mars 2013)
Confort hygrothermique été
• Les mesures de T et HR respectent globalement la
zone de confort en été
0
5
10
15
20
25
10 15 20 25 30
Hum
idité
abs
olue
(g v
apeu
r/kg
a.s
.)
Température sèche ( °C)
Zone air sec Zone pathologie Zone pathologieZone confort (été) TP_salon_été BC_salon_été
ETE (juillet-sept 2012)
Synthèse confort hygrothermique
Zone
confort
Zone air
sec
Zone
pathologie
bactéries
Zone
pathologie
acariens
Béton de chanvre
(BC), hiver98% 0% 0% 0%
Terre-paille (TP),
hiver91% 0% 0% 0%
Béton de chanvre
(BC), été84% 0% 0% 0%
Terre-paille (TP),
été70% 0% 0% 2%
Amortissement et déphasage des parois
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
07/09 00:00 07/09 12:00 08/09 00:00 08/09 12:00 09/09 00:00 09/09 12:00 10/09 00:00
Tem
pé
ratu
re
Béton de chanvre : paroi ouest du 7 au 9 septembre 2012
BC_ext BC_ouest_se BC_ouest_27cm BC_ouest_17cm BC_ouest_si BC_ouest_int
Déphasage de 8h
Amortissement de 95%
Pour 15 cm de béton de chanvre
Amortissement et déphasage des parois
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
07/09 00:00 07/09 12:00 08/09 00:00 08/09 12:00 09/09 00:00 09/09 12:00 10/09 00:00
Tem
pé
ratu
re
Terre-paille : paroi sud du 7 au 9 septembre 2012
TP_ext TP_sud_se TP_sud_27cm TP_sud_17cm TP_sud_si TP_sud_int
Déphasage de 4h
Amortissement de 70%
Pour 15 cm de terre-paille
Contrôle d’humidité des parois
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
07/09 00:00 07/09 12:00 08/09 00:00 08/09 12:00 09/09 00:00 09/09 12:00 10/09 00:00
Hu
mid
ité
re
lati
ve
(%
)
Béton de chanvre : paroi ouest du 7 au 9 septembre 2012
BC_ext BC_ouest_27cm BC_ouest_17cm BC_ouest_int
Amortissement de 93%
Pour 15 cm de béton de chanvre
Contrôle d’humidité des parois
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
07/09 00:00 07/09 12:00 08/09 00:00 08/09 12:00 09/09 00:00 09/09 12:00 10/09 00:00
Hu
mid
ité
re
lati
ve
(%
)
Terre-paille : paroi sud du 7 au 9 septembre 2012
TP_ext TP_sud_27cm TP_sud_17cm TP_sud_int
Amortissement de 80%
Pour 15 cm de terre-paille
Conclusions
• Amortissement du transfert des variations de la température à travers les murs (deux fois plus important pour le béton de chanvre à caractéristiques thermiques équivalentes)
• Amortissement des variations de l’humidité relative contribuant à la régulation hydrique
• Niveau de confort hygrothermique satisfaisant en hiver et en été
• Risque de fuites d’air au niveau des liaisons périphériques
• Poursuite des mesures jusqu’en avril 2013 avec modélisations dans TRNSYS et WUFI
Programme R&D sur l’intérêt du terre-
paille en climat méridional
• 2 entreprises : Ecoterre Scop en Languedoc-Roussillon, et Inventerre Scop en Midi-Pyrénées
• Laboratoires et bureaux d’étude sollicités : FCBA Bordeaux, Ecole des Mines d’Albi, Eco-études, Université de Montpellier, Université de Toulouse
• 2 comités de pilotage
• Budget total : 60 000 €
• Financeurs : Région Languedoc-Roussillon, Ademe Midi-Pyrénées, Région Midi-Pyrénées 40 000 €
• Autofinancement des 2 entreprises 10 000 € chacune
• Durée Eté 2013 – Eté 2015
Contenue de la R&D
• Essai au feu : classe C pour 300 kg/m3. Un ERP sans
enduit est donc possible…
• Essai aux moisissures selon le temps de séchage
• Caractérisation de la conductivité thermique
• Essai à la sorption/désorption de vapeur d’eau
• Simulation Thermique Dynamique
• Fiche de Déclaration Environnementale et Sanitaire