e. Les spécificités des bâtiments construits avant 1948 - IRILUS Formation

e. Les spécificités des bâtiments construits avant 1948

À retenir Dicobat
Les spécificités du bâti ancien (construction d’avant 1948)

Bâtiment conçu pour optimiser les bénéfices de l’environnement proche et en réduire les inconvénients

  • Les pièces de service au Nord, pièces de vie au Sud dans la majorité des cas
  • Les espaces tampons (dépendances, étables, etc.)sont sur les bords Est et Ouest ou mitoyenneté
  • Les ouvertures sont souvent du côté Sud
  • Des parois plus épaisses au Nord
  • Le renouvellement d’air est non maitrisé, il se fait part la non imperméabilité du bâti et l’ouverture des menuiseries
Les atouts architecturaux :
  • Une forte inertie assurant un confort d’été élevé et une capacité à transmettre une énergie accumulée.
  • Des parois épaisses et une conception optimisée (y compris par l’implantation, l’orientation… ) permettant d’assurer des consommations d’énergie inférieures en moyenne à celles des bâtiments construits entre 1948 et 1975.
  • Particularité de construction les planchers et les murs sont construits de façon hétérogène par rapport à leurs types ou leurs épaisseurs selon les orientations du bien.
Le bâti ancien

Il possède des qualités thermiques et hydriques naturelles.

Il vit avec son environnement (eau, air, climat) grâce à un équilibre subtil mais fragile, qui ne doit pas être perturbé.

On dit qu’il « respire » car les matériaux utilisés ont une forte perméabilité à la vapeur d’eau.

Il est constitué de matériaux naturels, peu transformés, le plus souvent trouvés dans un périmètre proche.

Pour l’industrie, seuls étaient utilisés les matériaux suivants: terre cuite, chaux, verre, fer

Il est infiniment varié! La constitution géologiques des sols en France et la difficulté de transport des matériaux extrait ont façonnés le patrimoine immobilier français.

Mais, où qu’il soit et face à son environnement, il met en œuvre les mêmes solutions physiques pour gérer le froid, le chaud et l’eau.

Lors de projet de rénovation, une attention particulière est à apportée quand à l’utilisation de matériaux ne risquant pas de créer des désordre ou des pathologies sur le bâtiment. (exemple: Pare vapeur à proscrire sur l’isolant des murs)

L’eau

La plupart des constructions anciennes bien entretenues, n’ont pas de problèmes d’humidité.

Celles qui en avaient dès l’origine à cause d’une mauvaise conception, ont disparu, détruites par l’humidité et le temps.

Cependant, les nombreuses pathologies rencontrées aujourd’hui sont très souvent dues à l’humidité.

Leurs origines sont soit le manque d’entretien (cas le moins grave), soit les changements apportés par une réhabilitation désastreuse

soit enfin par un changement radical de l’environnement ou de l’utilisation du bâtiment

Le bâti contemporain s’isole des apports d’eau.

Le bâti ancien contient de l’eau qu’il gère selon un équilibre qu’il importe de maintenir.

Les transferts d'humidité

Remontées capillaires

Il s’agit du transfert de l’eau en état liquide (absorption) du sol vers le mur en contact avec le terrain.  Ces remontées se produisent en cas de fondations  et de soubassements constitués de matériaux  à porosité fine et ouverte.

La hauteur des parties humides d’un mur change lentement en fonction de la saison, l’humidité de l’air, l’ensoleillement, l’orientation du mur…

On comprend l’influence néfaste des sols imperméables, intérieurs ou extérieurs, qui ne laissent à l’eau que le mur pour s’échapper.

Le rafraichissement par l’évaporation

Dans les murs anciens, en saison chaude,  l’eau est captée par évaporation. Un phénomène qui accroit sensiblement le confort par une baisse de la température intérieure de la maison.

Les venues d'eau à travers l'enveloppe du bâtiment

Dans certains cas, l’eau de pluie peut traverser  une partie du mur extérieur et même apparaître  à l’intérieur.

L’origine de cette pathologie est:

  • soit le matériau du mur trop absorbant, soit une épaisseur insuffisante.
  • soit la présence de fissures traversantes, souvent entre le mortier des joints et les éléments constituants le mur.

D’où l’utilité d’un enduit de jointement tel que cela était couramment pratiqué autrefois.

Par manque d’entretien, les fuites peuvent se produire au niveau de la toiture endommagée  (à travers la couverture, mais aussi à l’endroit  des points singuliers – autour des souches de cheminée, des fenêtres de toit, …)

Les transferts de vapeur d’eau

La vapeur d’eau se diffuse toujours des zones  à forte concentration en vapeur vers les zones à faible concentration.  L’air (immobile ou en mouvement) est le support  ou le vecteur de cette diffusion.

En raison de l’occupation des pièces, et de par une pression légèrement supérieure, le flux de vapeur est en général dirigé de l’intérieur vers l’extérieur.

Seule exception cependant : la maison inoccupée et non chauffée en hiver.

Quand au bout d’un certain temps l’équilibre thermique s’installe (même température interne et externe), la quantité de vapeur d’eau à l’extérieur  peut être plus grande que celle à l’intérieur.

Sous cette pression, le flux peut s’inverser  et l’humidité commencer à pénétrer à l’intérieur.

La principale source d’humidité et donc de vapeur d’eau dans un bâtiment est l’activité humaine.

Adsorption et Absorption

Adsorption

La plupart des matériaux en contact avec l’humidité de l’air ont tendance

à capturer et à retenir les molécules d’eau sous forme gazeuse.

 

Ce processus s’appelle adsorption.

 

L’adsorption peut s’opérer sur la surface extérieure du matériau (ex: miroir)

ou sur ses surfaces internes si sa structure poreuse est ouverte (ex: plâtre).

La plupart des matériaux de construction peuvent fixer une certaine quantité de

vapeur d’eau. Leur humidité augmente alors significativement

et leur isolation thermique diminue.

 

Absorption

La quantité d’eau augmente encore davantage s’il y a condensation capillaire.

Les matériaux qui ont des micropores organisés en réseau (matériaux capillaires),

ont la capacité de stocker l’eau sous forme liquide dans leur structure interne.

 

Ce phénomène s’appelle absorption.

Le point de rosée

Température et vapeur d’eau:

L’hydrothermie dans la construction.

La quantité de vapeur d’eau que peut contenir un volume d’air est limitée. C’est la limite de

saturation, qui s’élève avec la température.

Par exemple, un m3 d’air à 0°C peut contenir une quantité maximale de vapeur d’eau

de 5 g/m3, et à la température de 25°C, sa limite de saturation est de 20g/m3.

En général, l’humidité absolue de l’air est inférieure à cette limite :

Ø l’air n’est pas saturé en humidité en permanence.

L’humidité relative (HR) exprime le rapport (en %) entre la quantité de vapeur d’eau contenue dans un volume d’air et la quantité maximale que ce volume peut contenir à la même température.

Le Diagramme de l’air humide

Lorsque l’on abaisse la température d’un volume d’air non saturé, on augmente son humidité relative (HR).

Si une HR de 100% est atteinte, on arrive à la limite de saturation.

 Au-delà de cette limite, la vapeur d’eau passe à l’état liquide – c’est la condensation.

Exemple ci joint:

A 25°c, l’air contenant 20g/kg en humidité arrive à saturation. Elle ne peut donc pas contenir plus de vapeur d’eau, la condensation se produit.

La température à laquelle apparaît cette condensation est appelée la température de rosée ou le point de rosée.

Remarque: l’activité des moisissures commence généralement au-dessus de HR=80%, l’activité bactérienne au-dessus de HR=93%

Bâti ancien : un comportement thermique très différent du bâti moderne

Si le bâti moderne est conçu généralement pour être étanche à l’air, à l’eau et ventilé de manière

artificielle, le bâti ancien, à l’inverse, est conçu davantage comme un système ouvert

Le bâti ancien tire parti du site dans lequel il s’inscrit pour gérer son air, sa température et sa vapeur d’eau intérieurs.

Des différences fondamentales s’ajoutent ainsi dans son mode constructif, notamment par son inertie très lourde et la microporosité de ses matériaux de gros œuvre

Par le choix de son implantation

dans le site, fruit d’une longue

expérience locale, et la disposition

de ses espaces intérieurs, il tend à

récupérer les apports solaires et à

se protéger des vents froids.

La gestion du chauffage en période d’occupation régulière, l’inertie importante des murs anciens peut être exploitée pour une stratégie de chauffage adaptée :

  • mise en route sur des plages réduites, en début de soirée par exemple pour assurer une température minimale la nuit.
  • Les apports de chaleur étant, en journée, assurés par le soleil et par les murs qui restituent la chaleur emmagasinée.
Le comportement thermique d’hiver : les points faibles du bâti ancien

Les principales déperditions thermiques se font  :

Par le toit, par le plancher bas et les défauts d’étanchéité à l’air.

Dans le cas de murs anciens,

Ces déperditions sont complexes

à évaluer en raison de l’hétérogénéité

des matériaux, des liants et la présence de vides d’air dans les parois, qui influencent

sensiblement les échanges thermiques.

L’isolation des murs constitue une réfexion plus complexe que dans le bâti récent:

En tout état de cause elle ne saurait être pratiquée qu’avec des traitements non perturbants pour la perméabilité à la  d’eau de la structure.

Les murs et les ouvertures génèrent toutefois un effet de paroi froide important, défavorable au confort d’hiver, mais pouvant facilement être corrigé.

Les pertes thermiques par les ouvertures

Dans le cas de fenêtres simples, à simple vitrage, elles sont généralement importantes.

Par le vitrage et par les infiltrations d’air  entre la menuiserie et le mur, mais aussi au niveau de l’ouvrant.

Attention toutefois : elles constituent généralement la principale source de ventilation du logement.

Un taux de renouvellement d’air minimal doit toujours être conservé (éventuellement de façon mécanique), pour des raisons de qualité de l’air intérieur et de conservation du bâtiment.

L’effet de paroi froide sur le corps

Au-delà des aspects d’économie d’énergie, des problèmes d’inconfort peuvent survenir dans le bâti ancien.

Notre corps est sensible à la température de l’air mais aussi à celle de l’enveloppe qui l’entoure.

C’est le cas de murs non enduits et d’ouvertures qui « rayonnent » du froid.

Cet effet peut être corrigé sans travaux importants (enduits ou doublages intérieurs adaptés notamment) ce qui engendrera un gain important sur le confort d’hiver et, indirectement, sur les besoins de chauffage.

L’effet de paroi froide sur le corps : exemple

Le rôle de l’inertie

La masse des structures anciennes (murs et planchers) apporte une forte inertie au bâtiment.

En été, elle permet de stocker puis de distribuer la fraîcheur nocturne avec un déphasage pouvant atteindre une douzaine d’heure au moment le plus chaud de la journée.

Le comportement thermique d’été : un confort naturel pour le bâti ancien

Les autres sources du confort d’été Les protections solaires extérieures.

Volets ou contrevents, masques végétaux ou bâtis peuvent empêcher le rayonnement solaire de pénétrer à l’intérieur du logement.

Une organisation intérieure traversante :

La disposition des pièces permet généralement de créer un balayage de l’air efficace pour rafraîchir naturellement le logement pendant la nuit.

L’évaporation : 

 L’eau contenue dans les murs anciens crée du froid en s’évaporant sous les rayons du soleil

* Déphasage : temps nécessaire pour qu’une calorie traverse un matériau.