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[TP 2.2 – ANALYSE HYGROMÉTRIQUE] MUR HORS-SOL, STRUCTURE DE BÉTON AVIS TECHNIQUE SUR L’ANALYSE HYGROMÉTRIQUE D’UN MUR HORS-SOL DE LA RÉSIDENCE DES ATHELÈTES CONÇUE DANS LE CADRE DE PROJET III DEMANDÉE DANS LE COURS DE CALULS
2011
CÉGEP DE CHICOUTIMI 28/03/2011
PRÉSENTÉ À: SABRINA DUMOULIN
AUTEUR: FRANÇOIS BOUCHARD
[TP 2.2 – ANALYSE HYGROMÉTRIQUE] 28 mars 2011
Calculs session hiver 2011 Page 2
Table des matières Introduction ..................................................................................................................................... 3
Développement ............................................................................................................................... 4
Composition du mur hors-sol ...................................................................................................... 4
Calculs des gradients thermiques ................................................................................................ 5
Démarches ............................................................................................................................... 5
Coupe de mur des gradients thermiques ................................................................................ 7
Tracé des courbes de pressions de vapeur d’eau ....................................................................... 8
Démarches ............................................................................................................................... 8
Coupe de mur des courbes de pressions de vapeur d’eau ................................................... 10
Analyse ...................................................................................................................................... 11
Conclusion ..................................................................................................................................... 11
Recommandations ..................................................................................................................... 11
ANNEXE A ...................................................................................................................................... 12
ANNEXE B………………………………………………………………………………………………………………………………….21
[TP 2.2 – ANALYSE HYGROMÉTRIQUE] 28 mars 2011
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Introduction
Dans une enveloppe qui ne respire pas, le phénomène naturel de la diffusion peut mener à une
accumulation de vapeur d’eau. En effet, la vapeur d’eau peut se retrouver cloîtrée entre deux
matériaux RDVE. C’est-à-dire que l’enveloppe se doit de respirer afin d’acheminer la vapeur
d’eau hors de l’enveloppe. Par conséquent, l’analyse hygrométrique est une solution idéale qui
nous aidera à déterminer où sont ces fameux point de rosée. Tout d’abord, la composition de la
coupe de mur qui sera étudiée. Ensuite, dans un tableau, la résistance thermique et les
pressions de vapeur d’eau seront traités pour les schématisés sur une coupe de mur. Enfin,
l’analyse sur les mouvements d’air et la diffusion de vapeur d’eau dans l’enveloppe.
[TP 2.2 – ANALYSE HYGROMÉTRIQUE] 28 mars 2011
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Développement
Composition du mur hors-sol
Les matériaux de la composition de mur sont annotés dans le tableau I. Les matériaux sont
décrits sommairement et une lettre leur est attribuée pour pouvoir les référer plus facilement.
Les fiches techniques en Annexe A montrent les principales caractéristiques des matériaux
isolants et pare-vapeur.
[TP 2.2 – ANALYSE HYGROMÉTRIQUE] 28 mars 2011
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Calculs des gradients thermiques
Les colonnes affectées aux calculs des gradients thermiques sont : RSI, %RSI, ∆Température et
Température locale. Toutes les composantes sont référées dans le tableau I.
Composantes
(tableau I)
0,41
0,28
5,79
36,39
0,03
Température
locale (°C)
-30,00
-29,59
0,02
0,42
2,64
11,35
71,35
R.H.
(Pa∙s∙m²/ng)
∆
Température
(°C)
% RSI RSI
(m²∙°C/w)
3,70
5,68
4,860,18
2,16
3,24
100,00
2,48
1,10
1,65
51,00
0,00
0,21
0,81
0,54
18,24
19,35
-29,31
-23,52
12,87
12,87
15,76
TOTAL
A
B
C
D
E
F
G
H
I
0,00 0,00
2,89
0,0016
0,0000
0,5848
0,8333
0,0086
0,0000
0,0003
0,0000
1,4286
0,08
0,12
100,00
0,00
1,08
0,00
394,62
562,30
5,80
0,00
0,20
0,00
964,00
58,33
0,60
0,00
0,02
0,00
0,00
0,11
0,00
40,94
21,00
0,0000
∆ Pression
(Pa)% R.H.
994
PVS (Pa)
38
38
42
70
1497
1497
1817
2063
2196
2486
426
988
994
994
994
PVR (Pa)
30
30
31
31
Démarches
RSI
Les résistances thermiques des matériaux ont été prises principalement dans les fiches
techniques en Annexe A ou en dernier recours, les références des codes modèles nationaux sur
l’économie d’énergie en Annexe B (CMNEH et CMNEB).
Tableau II-calcul des gradients thermiques et des
pressions de vapeur d’eau
[TP 2.2 – ANALYSE HYGROMÉTRIQUE] 28 mars 2011
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% RSI
Le pourcentage qu’occupe chaque matériau par rapport à la résistance thermique totale.
Exemple de calcul pour le film d’air extérieur :
RSI film d’air extérieur : 0,03
RSI total : 3,70
%��� =�������
������× 100
%��� =0,03
3,70× 100
%��� = 0,81
∆ Température
La variation de température est déterminée par l’écart entre la température extérieure et
intérieure par rapport au pourcentage calculé ci-dessus.
Exemple de calcul pour le film d’air extérieur :
% RSI : 0,81
Température intérieure : 21°C ∆���é�� �� = 21—(−30) = 51
Température extérieure : -30°C
Variation de température : 51°C
∆���é�� �� =%�����é���
%���× ������!
∆���é�� �� =0,81
100× 51
∆���é�� �� = 0,41
Température locale
La température locale pour chaque matériau est définie par la variation de température des
matériaux calculée ci-dessus. Ensuite, en partant de l’extérieur, on additionne les
températures à -30°C pour aboutir sur la face intérieur à 21°C.
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Coupe de mur des gradients thermiques
Le point de rosée est calculé avec un abaque psychrométrique (Annexe B) où l’humidité relative
intérieure est l’objet d’une condensation possible à un certain point de l’enveloppe où la vapeur
d’eau sera à saturation. Dans notre cas, le point de rosée est à 7°C.
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Tracé des courbes de pressions de vapeur d’eau
Les colonnes affectées aux calculs des courbes de pressions de vapeur d’eau sont celles de la
résistance hygrométrique (R.H.), %R.H., ∆pression, pression de vapeur réelle (PVR) et pression
de vapeur à saturation (PVS). Ces colonnes sont analysées dans le tableau II-calcul des gradients
thermiques et des pressions de vapeur d’eau.
Démarches
Résistance hygrométrique (H.R.)
Les résistances hygrométriques des matériaux ont été prises principalement dans les fiches
techniques. Sinon, en dernier recours, les références sur la perméance des matériaux de
construction courants en Annexe B et les valeurs de perméance et de perméabilité pour les
principaux matériaux de construction en Annexe B du volume, L’art de bâtir.
%R.H.
Le pourcentage qu’occupe chaque matériau par rapport à la résistance hygrométrique totale.
Exemple de calcul pour les panneaux de GFRC:
R.H. matériau : 0,0016
RH. Total : 1,4286
%�.$.=�.$.����
�.$. ���× 100
%�.$.=0,0016
1,4286× 100
%�.$.= 0,11%
Pression de vapeur d’eau à saturation (PVS)
Ensuite, il est nécessaire de déterminer la pression de vapeur d’eau à saturation car nous avons
seulement qu’à prendre les valeurs de la colonne de Température locale et regarder les
différentes pressions dans le tableau en Annexe B conçu à cet égard.
[TP 2.2 – ANALYSE HYGROMÉTRIQUE] 28 mars 2011
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Pression de vapeur d’eau réelle
Par la suite, on utilise la pression de vapeur d’eau à saturation pour définir les pressions de
vapeur d’eau réelle intérieure et extérieure en utilisant l’humidité relative qu’on y retrouve.
Exemple de calcul avec l’humidité relative intérieure :
Humidité relative intérieure : 40%
Température intérieur : 21°C
Pression à saturation (21°C) : 2486 Pa
& ��! =���''��!21°)
100%× $. �. �!
& ��! =2486
100%× 40%
& ��! = 994��
∆ Pression
Donc, quand celle de l’extérieure est calculée, on soustrait la pression de vapeur d’eau réelle
intérieure et extérieure pour avoir la différence cumulative de pression afin de l’inscrire dans le
total de la colonne de ∆pression. Par après, on prend le %R.H. de chaque matériau pour faire un
rapport de proportion avec la différence totale de pression.
Exemple de calcul pour les panneaux de GFRC:
% R.H. : 0,11%
∆pression totale : 964 Pa
∆���''��! =%�.$.��é���
%���× ∆���''��!����
∆���''��! =0,11%
100%× 964&�
∆���''��! = 1,08&�
[TP 2.2 – ANALYSE HYGROMÉTRIQUE] 28 mars 2011
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Coupe de mur des courbes de pressions de vapeur d’eau
Les courbes ont été calculés avec les donnés des colonnes PVR et PVS du tableau II. Ici, la
rencontre des deux courbes aurait pu être problématique, mais la pression de vapeur réelle est
toujours sous celle à saturation.
[TP 2.2 – ANALYSE HYGROMÉTRIQUE] 28 mars 2011
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Analyse
Suite à l’analyse, un seul point de rosée est à prendre en considération, celui des gradients
thermiques. Toutefois, il peut s’avérer problématique car il se trouve dans les panneaux isolants
de polyisocyanurate. Ceci implique que la vapeur d’eau accumulée dans les panneaux va être
emprisonnée entre deux plans à faible perméance soit les feuilles d’aluminium collées sur
l’isolant. Donc, les panneaux pourraient être affectés à long terme par la vapeur d’eau. Du côté
des mouvements d’air, la membrane pare-air et pare-vapeur est étanche car elle sera appliquée
uniformément sur les blocs de béton. Cependant, il sera important de bien sceller les joints des
panneaux de polyisocyanurate ainsi que ceux autour des ouvertures. Ensuite, la diffusion de
vapeur d’eau ne causera aucun problème étant donné que la pression de vapeur d’eau réelle ne
surpasse pas la valeur à saturation.
Conclusion
Recommandations
Quoi qu’il en soit, le point de rosée des gradients thermiques peut amener des conséquences à
long terme car l’isolant de polyisocyanurate peut perdre ses caractéristiques initiales. Une
solution envisageable pourrait être de changer de matériau d’isolation comme du polystyrène
extrudé afin d’engendrer le point de rosée pour finaliser avec du polyisocyanurate. De plus, des
rainures pour évacuer l’accumulation de vapeur d’eau pourraient être incrustées dans le
polystyrène extrudé.