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Auteur(s)
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Paul DAHAN : Ingénieur ETP, European Engineer, ex-professeur à l'ESTP
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Dans l'art de construire, le maître d'ouvrage et/ou le maître d'œuvre ont toujours le devoir d'adapter les constructions aux sites et l'obligation de résultat vis-à-vis des conditions climatiques.
L'adaptation aux sites reste du domaine de l'architecture.
Le bon comportement, ou la dégradation, de la chose construite va dépendre, en général, de la « technique » de construction et en particulier de la réaction aux agressions des agents naturels que sont la chaleur et l'eau, sous toutes leurs formes, agissant séparément ou ensemble.
La théorie de « la migration de la vapeur d'eau dans la masse » permet une approche qualitative de ces phénomènes naturels. Cette théorie permet, également, de les quantifier. L'intérêt de quantifier cette migration est de pouvoir :
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comprendre et résoudre les problèmes d'humidité existants ou à venir ;
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intervenir le plus en amont possible, lors de la conception du projet, et être ainsi à même de prévenir, plutôt que de guérir, la (ou les) pathologie(s) potentielle(s).
Cette démarche implique pour le maître d'ouvrage, et/ou le maître d'œuvre, de budgéter des études spécifiques qui seront largement compensées par la fiabilité à long terme des prévisions établies.
Cette résolution pratique de phénomènes complexes s'appuie sur le cheminement scientifique décrit dans le REEF (volume II) sous le titre : « Diffusion de la vapeur d'eau au travers des parois. Condensations. » par M. Jacques Berthier (décédé en 1980), directeur du CSTB (Centre scientifique et technique du bâtiment).
Pour passer de « la théorie à la pratique », l'exemple traité sera « une paroi type », étudiée de façon progressive et didactique pour bien s'approprier cette méthode.
L'objectif est d'assimiler cette méthodologie, de façon qu'à partir de l'exemple choisi, chacun puisse résoudre, par analogie, d'autres cas concrets.
Cette méthode permet, en effet, de prévoir et d'évaluer les comportements physiques des constituants exposés aux agressions hygrothermiques naturelles. Elle facilite également la comparaison par rapport aux résistances admissibles que l'on trouve dans les documents officiels (normes, DTU, avis techniques, PV d'essais de laboratoires certificateurs, règles professionnelles, etc.).
En définitive, cette approche constitue « un outil de travail » destiné d'une façon générale aux intervenants participant à l'acte de construire (maîtres d'ouvrages, maîtres d'œuvre, bureaux d'études techniques, enseignants, entreprises, négociants de matériaux, etc.) et, également aux professionnels qui ont « à juger de la chose construite ».
Dans ce dossier, nous rappelons la théorie du phénomène de condensation nécessaire à la compréhension « qualitative » des phénomènes relatifs à la migration de la vapeur d'eau dans la masse.
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Pression partielle. Pression de saturation
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3. Condensation superficielle. Point de rosée
Considérons le cas de figure suivant : soit 1 m3 d'air non saturé en vapeur d'eau contenu dans un cube bien étanche en verre. Sa température est baissée graduellement. À une certaine température, il apparaîtra, sur la surface interne de la vitre, des gouttelettes d'eau.
Ce phénomène physique s'explique par le fait que, lorsqu'on abaisse la température du volume d'air non saturé, la limite de saturation pour cet air diminue, c'est-à-dire que son humidité relative « augmente ». Ainsi pour une certaine température, HR ≥ 100 %.
Si on abaisse encore la température, une partie de la vapeur d'eau passe à l'état liquide : on atteint alors le début du phénomène de condensation superficielle.
La température à laquelle les premiers signes de condensation apparaissent est appelée « température du point de rosée » ou « point de rosée ». On note : T ≥T d .
dans un air à 20 oC, dont l'humidité relative HR ≥ 65 %, la quantité absolue W de vapeur d'eau qui y est contenue est égale à :
En reportant cette valeur sur le diagramme de Mollier (figure 2), on constate que cette quantité de vapeur d'eau correspond à la quantité de saturation d'un air dont la température T serait égale à :
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