A. INTRODUCTION
La consommation énergétique mondiale est passée de 8 milliards de tep en 1990 à 11milliards de tonnes équivalent pétrole (tep) en 2005. Cette tendance s’accentue encore aujourd’hui, en particulier sous la pression des besoins croissants des pays émergents. Les ressources ainsi que leurs débits d’extraction étant finis, les experts estiment que la production de pétrole ne parviendra pas à subvenir à la demande d’ici 2015-2035. La crise d’approvisionnement en gaz de l’Ukraine en 2006 (crise Gazprom-Ukraine), les conflits armés en Moyen-Orient, ou encore la hausse du prix du baril de pétrole sont quelques illustrations des tensions politiques et financières générées par cette forte demande.
En outre, les signes avérés du changement climatique (fonte des glaciers) auquel contribue la consommation d’énergies fossiles ou encore le traitement et l’utilisation des déchets radioactifs des centrales nucléaires aggravent ces tensions. Face à ces réels défis pour l’avenir de notre planète et pour l’humanité, la maîtrise de l’énergie devient un élément clé de l’action stratégique de certains gouvernements.
Avec plus de 40 % de la consommation française annuelle, le bâtiment est directement interpellé par ces enjeux. La maîtrise des transferts aérauliques constitue une des pistes d’amélioration pour les bâtiments. En effet, les systèmes de ventilation actuels sont capables de maîtriser les flux d’air pour apporter l’air neuf nécessaire aux occupants. Cependant, pour qu’ils fonctionnent correctement et soient réellement efficaces, il est nécessaire d’atteindre de bons niveaux d’étanchéité à l’air des réseaux aérauliques et de l’enveloppe du bâtiment.
En effet, la maîtrise de la perméabilité à l’air permet de limiter le gaspillage d’énergie ; d’assurer de bonnes conditions de vie et d’hygiène aux occupants en procurant une bonne qualité de l’air intérieur ; et d’éviter les condensations et les moisissures responsables de dégradations prématurées du bâti. L’exemple des « Passivhaus5 » allemandes démontre qu’il est possible d’obtenir de très bons niveaux d’étanchéité quel que soit le mode constructif, pourvu d’y être attentif tout au long du processus de construction. En France cependant, des campagnes de mesure ont montré que l’étanchéité est souvent négligée dans les bâtiments, ce qui peut engendrer des problèmes de qualité d’air ainsi que de l’inconfort thermique et acoustique, en plus du gaspillage d’énergie.
Pour résumer, la perméabilité à l'air d'une construction caractérise la sensibilité du bâtiment vis-à-vis des écoulements aérauliques parasites causés par les défauts d'étanchéité de son enveloppe, ou plus simplement tout défaut d'étanchéité non lié à un système de ventilation spécifique. Elle se quantifie par la valeur du débit de fuite traversant l'enveloppe sous un écart de pression donné.
Dans la réglementation thermique, elle est représentée par le débit de fuite par m² de surface déperditive (hors plancher bas) sous une dépression de 4Pa, elle est exprimée en m3/(h.m²).
La réglementation thermique RT2005 fixe des objectifs de l'enveloppe du bâtiment en référence et permet de valoriser une démarche qualité sur l'étanchéité à l'air. Dans le cadre du label BBC-Effinergie, le traitement de la perméabilité à l'air est obligatoire pour le résidentiel. La mesure de perméabilité à l'air d'un bâtiment n'est valorisable, dans le cadre de ce label, que si elle est réalisée par un opérateur autorisé.
La mesure d'étanchéité à l'air des bâtiments conformément à l'arrêté du 24 mai 2006 repose sur des mesures exécutées selon la norme NF EN 13829 « Détermination de la perméabilité à l’air des bâtiments » et son guide d'application GA P50-784.
Le test d'infiltrométrie ou test d’étanchéité à l’air (Blowerdoor test) permet de mesurer la quantité d'air rentrant dans un bâtiment et d’identifier où se situent les fuites d'air.
B. LES ENJEUX DE LA PERMÉABILITÉ À L’AIR
Assurer un bon niveau d’étanchéité à l’air pour un bâtiment, c’est être capable de maîtriser les flux d’air qui circulent à travers des orifices volontaires (bouches de ventilation et entrées d’air) et limiter les flux incontrôlés, qui peuvent être source de pathologies, d’inconfort, et de gaspillage d’énergie. Il ne s’agit en aucun cas de confiner les occupants dans un « sac plastique », mais au contraire de leur procurer de l’air de qualité en quantité suffisante mais sans excès.
On peut distinguer cinq enjeux principaux liés à l’étanchéité à l’air :
- L’hygiène et la santé – la qualité de l’air intérieur ;
- Le confort thermique et acoustique des occupants ;
- La facture énergétique ;
- La conservation du bâti ;
- La sécurité des personnes à proximité de sites industriels SEVESO.
1. L’hygiène et la santé - qualité de l’air intérieur
Pour ventiler correctement les pièces qui en ont besoin, il convient que les arrivées d’air neuf soient maîtrisées. Pourtant, dans les constructions courantes en France, entre un quart (1/4) et un tiers (1/3) de l’air neuf provient des défauts d’étanchéité de l’enveloppe.
Par ailleurs, l'air qui transite dans les parois avant de pénétrer dans le logement peut se charger en polluants (fibres, poussière, moisissures, composés organiques volatils, etc.), puis les transférer à l'intérieur. À mesure qu’ils s’encrassent, ces circuits aérauliques peuvent dégrader à plus ou moins long terme la qualité de l'air intérieur.
Figure 1 : Modification des flux d’air due aux infiltrations. Dans l’exemple de
droite, elles engendrent plus de débit dans le séjour et les chambres sont court-circuitées.
2. Le confort thermique et acoustique desoccupants
Une mauvaise perméabilité à l’air de l’enveloppe peut altérer le confort des occupants de deux manières :
- D’un point de vue thermique, en période de chauffe, les infiltrations d’air parasite peuvent être source de sensations gênantes(courants d’air, paroi froide, fluctuation de températures, voire une impossibilité de chauffer correctement).
- D’un point de vue acoustique, une enveloppe perméable compromet l’isolation acoustique vis-à-vis des bruits extérieurs.
Figure 2 : Pénétration d’air froid et de bruit dans une maison perméable.
3. La facture énergétique
L’existence de trous dans l’enveloppe génère des flux d’air traversant non maîtrisés qui viennent en supplément du renouvellement d’air spécifique dû au système de ventilation. Ce phénomène sera plus ou moins amplifié selon les conditions de vent et le fonctionnement du système de ventilation.
Figure 3 : Courant d’air traversant en présence de vent.
En saison froide, ces flux d’air induisent un besoin supplémentaire de chauffage. L’augmentation du débit de renouvellement d’air dû aux infiltrations peut entraîner une augmentation des besoins de chauffage de l’ordre de 10% pour des systèmes de ventilation simple flux, et 25% voire plus, pour des systèmes double flux sur des constructions très perméables. Enfin, certains transferts peuvent affaiblir la performance thermique des parois, si l’air extérieur s’infiltre entre l’isolant et le parement intérieur.
Figure 4 : Ordres de grandeurs de l’augmentation des consommations de chauffage.
4. La conservation du bâti
En période de chauffage, l’air exfiltré vers l’extérieur se refroidit en particulier dans l’isolant. Ainsi, son humidité relative augmente. Si au cours de ce parcours le point de rosée (pour une pression donnée, c’est la température à laquelle l’humidité contenue sous forme de vapeur d’eau dans l’air commence à se condenser en gouttelettes d’eau) est atteint, il y a condensation, ce qui rend l’isolant moins performant et peut engendrer des phénomènes de corrosion et de moisissure des matériaux.
Figure 5 : Illustration de la condensation dans les parois.
5. La sécurité à proximité des sites industriels SEVESO
Dans certains cas particuliers, une excellente étanchéité à l’air de l’enveloppe peut être recherchée afin de mettre à l’abri les personnes en cas de pollution atmosphérique (risques technologiques à proximité de sites SEVESO par exemple) et/ou pour confiner des produits toxiques dans une enceinte maîtrisée.
Figure 6 : Protection des personnes dans un local confiné en cas de pollution atmosphérique accidentelle.
Grâce à une bonne étanchéité à l’air de l’enveloppe des bâtiments, il est possible d’assurer aux occupants de bonnes conditions d’hygiène et de santé ; d’améliorer leur confort d’un point de vue thermique et acoustique, de réduire la facture énergétique et les émissions de gaz à effet de serre en limitant le gaspillage d’énergie; et de diminuer les condensations et les moisissures responsables de dégradations prématurées du bâti. Dans un autre registre, il est possible de mettre à l’abri les personnes en cas de pollution atmosphérique accidentelle à proximité de sites SEVESO.
C. REALISATION D’UN TEST
1. Préparation avant le test
En simplifiant quelque peu, il faut d'abord fermer toutes les ouvertures donnant sur l'extérieur (fenêtres, porte de garage, trappe de ventilation, etc.), et prendre soin de laisser les portes intérieures ouvertes pour permettre la libre circulation de l'air dans le bâtiment. Les fournaises au gaz ou au mazout sont fermées.
Une précaution à prendre pour les maisons où se trouvent un plafond suspendu est de soulever une tuile acoustique pour éviter les dommages au plafond. À noter que l'on pratique au préalable un essai à petite vitesse du ventilateur pour éviter toute mauvaise surprise.
2. Les différentes étapes du test
Une fois le ventilateur en marche, la première étape du test d'infiltrométrie consiste à mesurer la quantité d'air par minute nécessaire pour garder une pression constante dans le bâtiment (on utilise pour ça un manomètre qui mesure la pression sur la toile en nylon et le débit du ventilateur. On répète cette première phase du test pour différentes pressions.
On compare ensuite ces résultats avec des valeurs estimées en fonction du volume intérieur de la maison (le volume des meubles n'est pas pris en compte). La deuxième phase du test se fait à pression constante dans le bâtiment. La personne qui s'occupe du test fait le tour du bâtiment pour identifier les endroits où il y a des fuites (à l'aide d'une poire à fumée, d'un anémomètre à fil chaud, d'une caméra thermique haute définition). Ces fuites seront prises en compte pour l'analyse.
En tout, le test ne dure qu'une demi-heure, mais le travail sur site au minimum deux à trois heures. Les préparations de test en amont, les analyses de résultats et la mise en forme du rapport prennent autant de temps.
POUR ALLER PLUS LOIN
http://www.effinergie.org
http://www.cete-lyon.equipement.gouv.fr
