Samuel Dubois Laboratoire Rénovation
Transcript of Samuel Dubois Laboratoire Rénovation
26-03-18 - Page 1
Rénovation de caves
Samuel Dubois
Laboratoire Rénovation
26-03-18 - Page 2
Aperçu
• Introduction
• Utilisation/fonction
• types
• Caractéristiques/pathologies
• Interventions
26-03-18 - Page 3
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
26-03-18 - Page 4
Introduction
Types
26-03-18 - Page 5
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
26-03-18 - Page 6
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
26-03-18 - Page 7
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 %)
26-03-18 - Page 8
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
26-03-18 - Page 9
Caractéristiques techniques/pathologies
Porosité → humidité capillaire
eau
vapeur
26-03-18 - Page 10
Caractéristiques techniques/pathologies
Porosité → humidité capillaire
26-03-18 - Page 11
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.
26-03-18 - Page 12
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
26-03-18 - Page 13
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
26-03-18 - Page 14
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
26-03-18 - Page 15
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
26-03-18 - Page 16
Caractéristiques techniques/pathologies
Sels solubles dans matériaux poreux
26-03-18 - Page 17
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 »
26-03-18 - Page 18
Caractéristiques techniques/pathologies
Sels solubles dans matériaux poreux
« Humidité ambiante critique »
26-03-18 - Page 19
Caractéristiques techniques/pathologies
Cristallisation : efflorescence et crypto-efflorescence
26-03-18 - Page 20
Caractéristiques techniques/pathologies
Hydratation et hygroscopicité
26-03-18 - Page 21
Caractéristiques techniques/pathologies
Calcul : ECOS (http://science.sdf-eu.org/runsalt/)
Comportement des mélanges salins
26-03-18 - Page 22
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
26-03-18 - Page 23
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
26-03-18 - Page 24
26-03-18 - Page 25
◘ 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
26-03-18 - Page 26
été hiver
26-03-18 - Page 27
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
26-03-18 - Page 28
Interventions
◘ Interventions minimales : ventilation
◘ Colmatage de tout type :
▪ contre les infiltrations ;
▪ contre l’humidité capillaire ;
▪ contre les sels.
◘ Isolation thermique
26-03-18 - Page 29
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
26-03-18 - Page 30
Sans ventilation
Taux d’humidité ambiante -> 100 %
26-03-18 - Page 31
Intervention minimale : ventilation
26-03-18 - Page 32
Intervention minimale : ventilation
26-03-18 - Page 33
Intervention minimale : ventilation
S’il faut MALGRÉ TOUT ventiler avec de l’air extérieur, il est préférable d’isoler le plafond de la cave.
26-03-18 - Page 34
Interventions
Ventilation naturelle…
Minimum requis, mais ne permet pas de contrôle.
Ces ouvertures peuvent toutefois être utilisées
pour une ventilation (mécanique) plus efficace.
26-03-18 - Page 35
Interventions : vides sanitaires
26-03-18 - Page 36
Interventions
Infiltration d’eau
26-03-18 - Page 37
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
26-03-18 - Page 38
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
26-03-18 - Page 39
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.
26-03-18 - Page 40
Interventions
Humidité capillaire et sels : stopper la remontée
capillaire
26-03-18 - Page 41
Exemple Voisin 1
Voisin 2
Rue
jardin
Niveaux d'injection décalés ! Utilisation éventuelle de lignes verticales d'injection.
26-03-18 - Page 42
26-03-18 - Page 43
Interventions
Humidité capillaire et sels
26-03-18 - Page 44
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
26-03-18 - Page 45
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
26-03-18 - Page 46
26-03-18 - Page 47
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
26-03-18 - Page 48
26-03-18 - Page 49
Interventions
Humidité capillaire et sels – enduits étanches
Injection préventive pour éviter les remontées d’humidité vers les étages supérieurs
26-03-18 - Page 50
Interventions
Humidité capillaire et sels – enduits étanches
26-03-18 - Page 51
Interventions
Humidité capillaire et sels – enduits étanches
26-03-18 - Page 52
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
26-03-18 - Page 53
Interventions
Humidité capillaire et sels – enduit sur membranes
26-03-18 - Page 54
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
26-03-18 - Page 55
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
26-03-18 - Page 56
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.
26-03-18 - Page 57
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.
26-03-18 - Page 58
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
26-03-18 - Page 59
Exemple Voisin 1
Voisin 2
Rue
jardin
Isolation de tout l’espace intérieur (ne pas oublier le sol)
26-03-18 - Page 60
Exemple Voisin 1
Voisin 2
Rue
jardin
Isolation d’une seule pièce (ne pas oublier le sol)
26-03-18 - Page 61
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.