Samuel Dubois Laboratoire Rénovation

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26-03-18 - Page 1 Rénovation de caves Samuel Dubois Laboratoire Rénovation

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Rénovation de caves

Samuel Dubois

Laboratoire Rénovation

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Aperçu

• Introduction

• Utilisation/fonction

• types

• Caractéristiques/pathologies

• Interventions

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Introduction

Constructions entièrement ou partiellement

enterrées sous des bâtiments et remplissant

différentes fonctions :

◘ Garage

◘ Espace de stockage

◘ Buanderie

◘ Chaufferie

◘ Zone tampon entre le sous-sol humide et

le reste du bâtiment

◘ …

À l’heure actuelle, l’on souhaite plus

fréquemment transformer ces espaces en

pièces d’habitation ou de travail.

Usage de caves

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Introduction

Types

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Caractéristiques techniques/pathologies

• hauteur de plafond

• lumière/éclairage

• acoustique (vibrations du trafic)

• accessibilité

• évacuation des eaux usées/inondations suite

au reflux des eaux d’égout

• fuites dans les conduites

• sécurité incendie

• stabilité (souvent à cause de l’humidité)

• difficultés de rénovation : présence de

matériaux potentiellement nocifs (amiante,

radon, citerne à mazout, etc.)

Pas abordé dans cette présentation, mais important

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Caractéristiques techniques/pathologies

• Humidité

• Humidité capillaire

• Infiltration d’humidité, via les murs, les

sols et parfois les plafonds (si la cave se

situe p. ex. sous une terrasse)

• Niveau élevé des eaux souterraines

• Sels

• Inertie thermique/massivité de

l’enveloppe →

condensation/moisissure

• Pertes de chaleur

• Via le sol et les murs

• Via le plafond (typiquement si la cave est

surmontée de pièces non chauffées ou

d’un environnement extérieur).

Discuté dans cette présentation

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Caractéristiques techniques/pathologies

Porosité → humidité capillaire

À titre de comparaison : béton ~10 % pierre bleue ~ 0,3%

marbre de Carrare ~ 0,5 % pierre de Tournai ~ 1 %

pierre de Maastricht ~ 55 % granite ~ 0,5 %

Euville Massangis Savonnières Brique Silico-calcaire

(14 %) (14 %) (32 %) (32 %) (~mortier) (30 %)

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Caractéristiques techniques/pathologies

Porosité → humidité capillaire

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

-9 -8 -7 -6 -5 -4 -3

Pro

babili

ty d

en

sity f

(1

0lo

g r

)

Pore radius 10log r (m)

Euville

Massangis

Savonnières

brick

calsil

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Caractéristiques techniques/pathologies

Porosité → humidité capillaire

eau

vapeur

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Caractéristiques techniques/pathologies

Porosité → humidité capillaire

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Caractéristiques techniques/pathologies

Porosité → humidité capillaire

Avec des pores de 0,001 mm de diamètre, la hauteur d'ascension s'élève en principe à 15 m. Toutes sortes de phénomènes périphériques empêchent toutefois d’atteindre cette hauteur d'ascension.

L'absorption dans un matériau poreux se fait en deux phases : une phase d’aspiration (relativement courte) et une phase de saturation lors de laquelle l’air résiduel se dissout lentement dans l’humidité.

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Caractéristiques techniques/pathologies

Apparaît dans tous les éléments de construction en matériaux capillaires, en

contact direct avec le sol environnant :

◘ Sol

◘ Murs extérieurs de la cave

▪ Humidité ascensionnelle

▪ Humidité absorbée latéralement

◘ Murs intérieurs de la cave

▪ Humidité ascensionnelle

Pathologie :

◘ Décoloration/formation de taches

◘ Détérioration de plafonnages

◘ Détérioration de papier peint

◘ Corrosion poutres métalliques

◘ Détérioration poutres en bois :▪ Pourriture

▪ champignon

Humidité capillaire

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Caractéristiques techniques/pathologies

A : le risque d'infiltration est évident

B : le risque d'infiltration est évident

C : risque d’infiltration, en fonction

▪ des propriétés et de la composition du sol : peu de problèmes en cas de sol bien drainant.

En cas de sol peu drainant (argile, glaise), il est possible que l’eau stagne provisoirement à

côté du mur de la cave et puisse y pénétrer.

▪ de la pente du terrain, en pente vers le bâtiment ou depuis le bâtiment.

Humidité – infiltration

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Caractéristiques techniques/pathologies

Mécanisme de l’infiltration : la surcharge d’eau à l’extérieur du bâtiment

engendre une infiltration d’eau via :

• Fissures

• Joints (généralement pas massifs)

• Pierre

Humidité – infiltration

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Caractéristiques techniques/pathologies

◘ Presque toujours présents dans des caves humides

◘ Présents naturellement dans l’humidité du sol

◘ Déplacement de sels vers les murs de la cave

◘ Certains sels proviennent de la dégradation de matériaux biologiques : par

des fuites dans les égouts, cimetières, remises, fosse septique, parcs et

jardins, etc.

Sels

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Caractéristiques techniques/pathologies

Sels solubles dans matériaux poreux

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Caractéristiques techniques/pathologies

Sels solubles dans matériaux poreux

Humidité relative croissante

Survient lors du séchage d'un mur humide

Survient lors de transitions vers un taux d’humidité « critique »

Survient en cas de HR supérieure au taux d’humidité « critique »

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Caractéristiques techniques/pathologies

Sels solubles dans matériaux poreux

« Humidité ambiante critique »

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Caractéristiques techniques/pathologies

Cristallisation : efflorescence et crypto-efflorescence

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Caractéristiques techniques/pathologies

Hydratation et hygroscopicité

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Caractéristiques techniques/pathologies

Calcul : ECOS (http://science.sdf-eu.org/runsalt/)

Comportement des mélanges salins

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Caractéristiques techniques/pathologies

L’inertie thermique/la capacité calorique a un effet « temporisateur » sur le

climat intérieur :

◘ Les bâtiments avec une inertie thermique élevée (p. ex. murs épais)

s’échauffent moins vite en été et refroidissent plus lentement en hiver.

◘ C’est une conséquence de la chaleur spécifique élevée de la maçonnerie

par rapport à l’air : si de l'air chaud pénètre dans une pièce froide, cet air

diffuse de la chaleur aux murs : l'air se refroidit fortement (chaleur spécifique

basse), mais les murs ne s’échauffent qu’un tout petit peu (chaleur

spécifique élevée).

◘ C’est pourquoi il est préférable d’isoler à l'extérieur : avec une isolation

intérieure, le bâtiment perd beaucoup de masse thermique (les murs

extérieurs représentent généralement plus de 50 % de la masse thermique

d’un bâtiment), ce qui nécessite plus de chaleur ou de refroidissement.

Inertie thermique/massivité de la construction

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Caractéristiques techniques/pathologies

Situation dans les caves :

• Des murs encore plus épais (murs de fondation qui doivent supporter des

forces verticales et horizontales importantes).

• Entourées par de la terre (latéralement, sous le sol), une grande masse qui

contribue aussi à cette masse thermique élevée.

Conséquence :

◘ Les températures dans les caves, avec une ventilation naturelle, restent

constantes pendant toute l’année (10 à 15°C).

◘ Grandes variations de l’humidité relative : valeurs faibles en hiver, valeurs

élevées en été.

▪ En hiver, l’évaporation via les murs de la cave augmente, tout comme les dommages dus

au sel.

▪ En été, des problèmes de moisissure et de condensation sont fréquents, essentiellement

sur les surfaces froides : dans les coins, les sols, les murs, en particulier derrière ou sous

de grands objets.

Inertie thermique/massivité de la construction

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◘ Le diagramme de l’air humide (ou psychrométrique) permet de décrire les

caractéristiques physiques de l’air humide en fonction de la température

Caractéristiques techniques/pathologies

L’air humide

◘ Diagramme de Mollier

Air humide

20°C 60 % 8,7 g/kg

15°C 82 % 8,7 g/kg

12°C 100 % 8,7 g/kgPoint de rosée

10°C 100 % 7,6 g/kgCondensation de 1,1 g/kg

Humidité absolue

Température

Humidité relative

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été hiver

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Caractéristiques techniques/pathologies

Le sol autour de la cave a toujours une température constante de 10 à 15°C.

◘ Une situation comparable à une maison non isolée, entourée d'air entre 10

et 15°C (par exemple au printemps ou en automne).

◘ Les déperditions de chaleur ne sont pas très importantes, mais malgré tout

significatives (il faut aussi chauffer des maisons non isolées au printemps et

en automne, sauf si le soleil chauffe les murs – peu probable avec les murs

d’une cave….).

Dans de nombreux cas, une isolation thermique sera recommandée pour limiter

ces déperditions de chaleur.

◘ Soit une sorte d’isolation intérieure pour conserver la chaleur de la cave.

◘ Soit une isolation entre la cave et les pièces supérieures pour limiter les

déperditions de chaleur.

Déperditions de chaleur

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Interventions

◘ Interventions minimales : ventilation

◘ Colmatage de tout type :

▪ contre les infiltrations ;

▪ contre l’humidité capillaire ;

▪ contre les sels.

◘ Isolation thermique

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Interventions

Nécessité ?

En l’absence de ventilation, l’humidité dans la cave augmentera (jusqu’à des

valeurs très élevées, proches des 100 %).

◘ Cela entraîne une détérioration accrue des matériaux (bois et métaux).

◘ De plus, cela crée un risque d'augmentation des problèmes d’humidité aux

étages supérieurs.

Une ventilation permet de garder le contrôle de l’humidité ambiante

◘ Mais cela renforce le séchage des murs et la cristallisation saline

◘ Donc moins de risque de dégâts matériels au bois et aux métaux

◘ Mais risque accru de détérioration de la maçonnerie due à la cristallisation

◘ Également recommandée en cas de problème de radon…

Minimum : ventilation

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Sans ventilation

Taux d’humidité ambiante -> 100 %

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Intervention minimale : ventilation

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Intervention minimale : ventilation

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Intervention minimale : ventilation

S’il faut MALGRÉ TOUT ventiler avec de l’air extérieur, il est préférable d’isoler le plafond de la cave.

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Interventions

Ventilation naturelle…

Minimum requis, mais ne permet pas de contrôle.

Ces ouvertures peuvent toutefois être utilisées

pour une ventilation (mécanique) plus efficace.

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Interventions : vides sanitaires

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Interventions

Infiltration d’eau

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Interventions

Il s’agit de deux phénomènes différents qui sont fortement liés et peuvent être

contrés en grande partie par les mêmes méthodes.

◘ Arrêt de la remontée capillaire – injections ou membranes d’étanchéité

◘ Enduits d'assainissement

◘ Plafonnage intérieur hydrofuge

◘ Dédoublement résistant au sel et à l’humidité

Humidité capillaire et sels

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Interventions

Ce n’est pas parce qu’un mur semble humide qu’il l’est réellement. Un

diagnostic est recommandé afin de contrôler la présence effective d’humidité

capillaire ou de sels dans un mur.

Il est tout à fait possible qu’une cave ait été humide, mais qu’elle ait séché

après des travaux (par exemple revêtements de voirie), parce que l’eau de

pluie ne peut plus pénétrer dans le sol et que les murs se sont asséchés (alors

que l’ancienne pathologie, comme des cristaux de sel, est toujours visible).

Nous n’abordons pas le diagnostic dans cette présentation. Par manque de

temps, mais surtout parce qu’à titre de précaution, l’on peut toujours

supposer que de l’humidité et des sels sont présents dans les caves.

Humidité capillaire et sels - diagnostic

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Interventions

Humidité capillaire et sels : stopper la remontée

capillaire

Injection : beaucoup plus simple à réaliser, mais tout aussi efficace et bien moins risquée que la membrane d’étanchéité (stabilité).

Membrane d’étanchéité : pose d’une membrane anticapillaire : très efficace, mais travail très fastidieux, nécessitant beaucoup de main-d’œuvre et non sans risque à mettre en œuvre dans les caves.

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Interventions

Humidité capillaire et sels : stopper la remontée

capillaire

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Exemple Voisin 1

Voisin 2

Rue

jardin

Niveaux d'injection décalés ! Utilisation éventuelle de lignes verticales d'injection.

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Interventions

Humidité capillaire et sels

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Interventions

Réaliser des injections pour prévenir les remontées d’humidité dans les murs,

ce qui supprime une grande partie de la pathologie en stoppant l’absorption

d’humidité et de sel.

Mais :

◘ Une injection ne protège pas les murs extérieurs (sauf si les murs sont

étanchés à l’extérieur, mais ce n’est généralement pas le cas).

◘ Même des murs de cave secs peuvent être chargés en sels qui poursuivent

la dégradation par hydratation ou hygroscopicité.

➢ D’autres interventions sont nécessaires pour protéger entièrement les murs

et rendre les pièces en sous-sol habitables.

Humidité capillaire et sels

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Interventions

◘ Aussi appelés enduits « anti-sel »

◘ Généralement calcaire

◘ Caractéristiques :

▪ Porosité et taille des pores élevée ;

▪ Laisse pénétrer l’humidité à l’intérieur ;

▪ Accumulation du sel : les sels peuvent cristalliser dans les pores sans provoquer des

dommages importants à l’enduit ;

▪ En raison de leur perméabilité à la vapeur, ils ne déplacent pas le problème d’humidité et

peuvent donc être utilisés sans injection complémentaire pour bloquer l’humidité.

◘ En accumulant le sel, une partie des pores peuvent se saturer de sel - d’où

une durabilité limitée entre 5 à 25 ans (en fonction de la charge en sel du

sol).

◘ Durabilité plus longue si le sol peut aussi être asséché et que l’enduit doit

uniquement faire face au sel présent lors de son application (donc pas

d’absorption supplémentaire de sels).

Humidité capillaire et sels - enduits d'assainissement

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Interventions

◘ Généralement à base de ciment, souvent avec adjonction de polymères

(pour améliorer l’étanchéité).

◘ Grande imperméabilité à la vapeur, perturbera plus que probablement

l’hygrométrie du bâtiment. Grand risque de remontée de l’humidité du sol.

▪ Des injections peuvent dès lors protéger les zones supérieures du bâtiment.

◘ Malgré leur imperméabilité très élevée, ils présentent encore une légère

perméabilité et même un effet capillaire.

▪ Des détériorations sont donc possibles, en particulier si le sous-sol est chauffé et ventilé.

▪ Possibilité d'application sur une chape imperméable de revêtements imperméables à base

d’époxy : ils sont totalement imperméables, ce qui prévient toute cristallisation des sels et

garde intacte la couche d’étanchéité.

◘ Une couche d’époxy peut être directement appliquée sur des murs réguliers

en bon état. Il est essentiel que la couche soit continue, un résultat difficile à

obtenir sur un support friable et irrégulier.

Humidité capillaire et sels – enduits étanches

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Interventions

Humidité capillaire et sels – enduits étanches

Injection préventive pour éviter les remontées d’humidité vers les étages supérieurs

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Interventions

Humidité capillaire et sels – enduits étanches

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Interventions

Humidité capillaire et sels – enduits étanches

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Interventions

◘ Structure dans laquelle les murs de la cave sont parachevés avec (par

exemple) des films à bulles synthétiques (de préférence renforcés avec un

treillis d'armature thermosoudé).

◘ Une finition au choix peut y être appliquée. Elle peut être sensible à

l’humidité étant donné qu’elle n’est plus en contact avec le substrat humide

et ne peut plus absorber d’humidité capillaire ni de sels.

◘ Important : ces finitions sont également étanches et peuvent perturber

l’hygrométrie du bâtiment : des injections préventives sont alors

recommandées (comme pour les enduits imperméables).

Humidité capillaire et sels – enduit sur membranes

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Interventions

Humidité capillaire et sels – enduit sur membranes

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Interventions

◘ L’application de ces différentes finitions intérieures ne modifie pratiquement

pas la température intérieure de la cave. Celle-ci reste constante et

relativement basse.

◘ La production d’humidité dans la cave peut éventuellement changer :

▪ Pas lors de l’application d’enduits d'assainissement : ils permettent à l’humidité des murs

de s’évaporer dans la cave.

▪ L'application d’enduits ou de membranes imperméables réduit sensiblement l’alimentation

hydrique dans la cave.

◘ Pourtant, nous n’osons affirmer que le risque de condensation et de

moisissure diminuera fortement : les températures des surfaces restent

basses, spécifiquement dans les coins et les sols.

◘ D’où l’importance d'une ventilation permanente, certainement en cas

d’isolation thermique sur les murs et les sols de la cave.

Isolation thermique

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Interventions

◘ Idéalement à l’extérieur de la cave, mais

difficilement réalisable. Une « isolation

intérieure » sera généralement installée.

Cela induit différents risques et difficultés :

◘ Emplacement des conduites et des câbles

lors de percements

◘ Perte d’espace

◘ Perte d’inertie thermique

◘ Risques liés à des fuites d'air à l’arrière de

l’isolation (moisissure)

◘ Important : pose d'une isolation hydrofuge

ou d’une membrane imperméable entre la

maçonnerie et l’isolation

Isolation thermique

Page 56: Samuel Dubois Laboratoire Rénovation

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Interventions

Isolation thermique

1. Finition intérieure

2. Lattis (permet de créer

un vide technique)

3. Pare-vapeur

4. Isolation thermique

5. Structure secondaire

6. Maçonnerie existante

Si nécessaire : ajout d’une

barrière d'humidité entre

l'isolation et le mur

humide.

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Interventions

Isolation thermique – quelques points d’attention

Condensation et moisissure au niveau d'un mur adjacent sur lequel l’isolation ne se prolonge pas.

Il faut prolonger l’isolation sur le sol pour éviter la formation de ponts thermiques.

Page 58: Samuel Dubois Laboratoire Rénovation

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Interventions

◘ Si applicable dans toute la cave, à considérer et à détailler comme une

isolation intérieure.

◘ Possibilité de compartimentage : isolation d'une partie de la cave alors que

les autres parties restent non isolées. Cela permet souvent un niveau de

détail plus simple et le maintien de la masse thermique de la cave.

Isolation thermique

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Exemple Voisin 1

Voisin 2

Rue

jardin

Isolation de tout l’espace intérieur (ne pas oublier le sol)

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Exemple Voisin 1

Voisin 2

Rue

jardin

Isolation d’une seule pièce (ne pas oublier le sol)

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Conclusion

Les sous-sols font face à différentes pathologies et se caractérisent par des

propriétés physiques particulières. La transformation de ces locaux en pièces

de vie est possible, mais il convient d’être attentif à différents aspects :

◘ Ventilation : toujours nécessaire, en évitant que l’air de la cave ne circule

vers les pièces de vie.

◘ En cas d'infiltration d’eau : la réaffectation des pièces en sous-sol n’est pas

simple et même souvent déconseillée (pour les caves en maçonnerie).

◘ Une cave peut être parachevée afin d’en améliorer la propreté tout en en

protégeant la maçonnerie. Il est toutefois possible que certaines de ces

finitions soient endommagées ; elles doivent donc être choisies

judicieusement en fonction des exigences en termes de finition.

◘ Une isolation thermique peut être utile pour limiter les déperditions de

chaleur et réduire les problèmes de condensation et de moisissure. Le

niveau de détail n’est pas toujours évident, sans oublier le risque de perte

d’inertie thermique et donc de confort en été.