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Bâtimétiers N° 29 - 2012 | ENVELOPPE

Ossature bois

Les connaissances scientifiques progressent

Une étude commandée au CSTB permet d'améliorer la connaissance des transferts de vapeur d'eau dans les ossatures en bois. Synthèse des principales conclusions.

Dans la construction en ossature bois comme dans la construction traditionnelle, la recherche d'une meilleure performance thermique conduit aujourd'hui à prendre en compte l'ensemble des facteurs contribuant à l'efficacité de l'isolation. C'est le cas de l'étanchéité à l'air de l'enveloppe et de la maîtrise des transferts d'humidité, déterminants pour l'efficacité de l'isolant et le confort de l'habitation, mais aussi pour la pérennité du bâti. En effet, une conception ou une mise en œuvre inadéquate peuvent générer d'importants phénomènes de condensation à l'intérieur de la paroi, jusqu'à provoquer le pourrissement et la ruine de la structure. Pour prévenir ces risques, les professionnels s'appuient sur deux prescriptions du NF DTU 31.2 « Construction de maisons et bâtiments à ossature bois ». La première concerne la mise en place d'un pare-vapeur continu, assurant l'imperméabilité à l'air de l'enveloppe et limitant les transferts de vapeur d'eau de l'intérieur de l'habitation vers la paroi. La seconde règle, dite des 2/3 - 1/3, consiste à placer deux tiers de l'isolant en face extérieure du pare-vapeur (à l'intérieur de l'ossature bois) et un tiers entre le pare-vapeur et le support du parement intérieur. Or le premier principe se trouve aujourd'hui remis en question, notamment parce que les panneaux de contreventement en OSB(2) placés côté extérieur peuvent présenter une forte valeur de résistance au passage de la vapeur d'eau, autrement dit retenir l'humidité dans la paroi.

Donner à la profession des bases scientifiques

C'est dans ce contexte, avec l'objectif de donner à la profession les bases scientifiques qui lui manquent et lui permettent d'aller vers des marchés plus importants et des bâtiments plus complexes, que le Codifab(3), auquel sont affiliées les organisations professionnelles, et la DHUP(4) ont commandé au CSTB une étude sur le transfert de la vapeur d'eau dans les parois à ossature bois. Réalisée à l'aide du logiciel Wufi, cette étude, dont les résultats ont été présentés en février 2012, a consisté à simuler numériquement le comportement hygrométrique de quatre configurations de parois en ossature bois : panneau de contreventement situé côté extérieur et isolant intégré dans l'ossature bois (configuration la plus répandue sur le marché) ; panneau de contreventement situé côté extérieur, 2/3 d'isolant intégré à l'ossature bois, 1/3 d'isolant placé entre le pare-vapeur et le parement intérieur (conforme à la règle 2/3 - 1/3 admise par le NF DTU) ; panneau de contreventement situé côté intérieur entre deux couches d'isolant avec ajout d'une isolation du côté extérieur ; panneau de contreventement placé côté intérieur avec une unique isolation côté extérieur. Chacune de ces configurations a été testée pour quatre zones climatiques : Nancy, Brest, Nice et La Pesse.

Principaux enseignements

Des nombreux enseignements de cette étude, on retiendra tout d'abord la reconnaissance des propriétés pare-vapeur de l'ensemble des constituants de la paroi, et la nécessité de respecter une valeur dégressive de leur coefficient de perméabilité à la vapeur d'eau (Sd) de l'intérieur vers l'extérieur. Plus précisément, l'étude préconise de respecter un rapport d'au moins 1 à 5 entre le Sd du voile de contreventement, côté extérieur, et celui du pare-vapeur, côté intérieur (ce qui nécessitera que les fabricants établissent et publient la valeur Sd des matériaux). À noter également, la validation de la règle des 2/3 - 1/3. Autre enseignement d'importance : dans certaines conditions, la paroi se révélerait capable de réguler naturellement son humidité en l'absence de pare-vapeur (sans que cela remette en cause la nécessité de l'imperméabilité à l'air de l'enveloppe). Il se confirme enfin dans tous les cas qu'une fuite localisée (déchirure du pare-vapeur ou non-recouvrement des lés sur quelques millimètres) entraîne un doublement de la teneur en eau du panneau de contreventement, et se révèle plus dommageable pour la structure qu'une absence de pare-vapeur.

Conjuguées à celles d'autres travaux en cours, les conclusions de cette étude contribueront à la révision de fond du NF DTU 31.2, lancée début 2011, au lendemain de son harmonisation avec les normes européennes (plan Inea).

1

Institut technologique FCBA (Forêt Cellulose Bois-Construction Ameublement).

2

OSB (oriented strand board) ou panneaux de particules orientées, composés de lamelles de bois orientées dans des directions spécifiques et encollées en plusieurs couches croisées.

3

Comité professionnel de développement des industries françaises de l'ameublement et du bois.

4

Direction de l'habitat, de l'urbanisme et des paysages, rattachée au ministère de l'Écologie, du Développement durable et de l'Énergie.

Les quatre principaux enseignements de l'étude
  • L'utilité du pare-vapeur est confirmée.
  • La pratique des 2/3 -1/3 est validée scientifiquement.
  • La paroi régule naturellement son humidité, même sans pare-vapeur dans certaines conditions.
  • La rupture localisée de la continuité du pare-vapeur est le cas de figure le plus dommageable.
Une représentation dynamique
Hubert Fèvre, chargé de projet, bureau d’études structures bois Gaujard Technologie Scop

« Depuis qu'a été introduit le principe du pare-vapeur intérieur, la connaissance des transferts de vapeur d'eau dans les parois a beaucoup progressé. La représentation statique des phénomènes de condensation (diagramme de Glaser) a cédé la place à une représentation dynamique prenant en compte la porosité des matériaux, leur capacité de stockage et de restitution de l'humidité… On a pu ainsi constater que, dans certaines conditions, la paroi peut réguler naturellement son taux d'humidité. Cette nouvelle donne ne remet pas en cause le fonctionnement satisfaisant des parois avec pare-vapeur, mais permet de concevoir des configurations de parois ouvertes particulièrement saines, car séchant très rapidement, ce qui les protège des dommages pouvant être provoqués par des pénétrations accidentelles. »

Vers des valeurs Sd de plus en plus ouvertes de l’intérieur vers l’extérieur
Marc Delorme, ingénieur thermicien, en charge du programme éco-bois + (Inter Forêt-Bois 42)

« Les entreprises s'efforcent de suivre la règle du NF DTU en empêchant tout transfert de vapeur d'eau dans les parois, par la mise en place d'un pare-vapeur. Malgré cela, l'humidité des parois peut provenir d'autres sources, et toute la question est de leur permettre de sécher. Sur ce point, l'inconvénient de la configuration classique - pare-vapeur intégral côté intérieur, panneau de contreventement en OSB côté extérieur - c'est que l'OSB n'est pas très perméable à la vapeur d'eau et risque d'entraîner une accumulation d'humidité dans la paroi. C'est là que les entreprises attendent une évolution du NF DTU et qu'elles expérimentent de nouvelles formules : soit des panneaux de contreventement beaucoup plus perméables à la vapeur d'eau que ceux en OSB, soit des freins vapeur dits hygrovariables (dont la valeur Sd varie avec le taux d'humidité). Une autre stratégie consiste à placer le panneau de contreventement (type OSB) côté intérieur, comme cela se pratique en Allemagne et en Suisse, de sorte qu'il protège la paroi. D'une façon générale, nous attirons l'attention des entreprises sur la nécessité de ne pas faire obstacle dans la paroi au transfert de vapeur d'eau, et sur l'intérêt des configurations dont les éléments présentent des valeurs de Sd de plus en plus ouvertes de l'intérieur vers l'extérieur. »

Pour en savoir plus

FFB-CMP (Fédération française du bâtiment charpente, menuiserie, parquets), tél. : 01 40 69 57 40, www.polebois.ffbatiment.fr