LA CHAUX AÉRIENNE ET LA RESPIRATION DES MURS

1. Préserver la perméance et les transferts hygriques

La préservation de la perméance et des transferts hygriques pose le problème le plus sensible pour la restauration des bâtis anciens. Nombreuses sont les techniques modernes de restauration qui ont omis de le traiter convenablement.

Pour deux raisons essentielles :

  • Première raison : les transferts hygriques concernent l’intégralité du mur et ne peuvent avoir lieu que dans le cadre d’un continuum. Il suffit qu’un seul élément soit négligé ou mal traité (revêtement intérieur, extérieur, isolation thermique…) pour que les transferts soient bloqués. Le transfert hygrique ne se conçoit, en effet, que dans l’harmonie de l’ensemble des matériaux.
  • La seconde raison concerne les matériaux eux-mêmes. En effet, nous ne pouvons que constater que très peu de matériaux modernes utilisés à ce jour prennent en compte cette propriété. La plus grande partie des bâtiments modernes se satisfait d’un système de renouvellement de l’air intérieur du type VMC pour évacuer l’humidité et ne considèrent que la caractéristique d’imperméabilité ou d’isolation des matériaux, notamment pour les revêtements extérieurs.

Nous n’évoquerons donc, ici, que les bâtiments anciens non rénovés ou restaurés pour ceux qui l’ont été, avec des techniques d’isolation thermique par panneaux ou en enduits avec des matériaux non perméants.

2. Comment fonctionne les ouvrages en hiver, en été ?

La perméance ou la notion de perméabilité est fondamentale dans la restauration du bâti ancien, et découle en particulier, du choix des solutions retenues en matière d’isolation thermique intérieure ou extérieure.

Il y a un préalable à bien comprendre : la vapeur d’eau que toute activité humaine génère (cuisine, lessive, bain et simplement présence), est régulée naturellement dans l’habitat ancien par la capacité d’absorption et de résorption des murs.

Cette vapeur d’eau se déplace en fonction des différences de pression ou de tension du milieu le plus tendu (qui contient le taux le plus élevé de vapeur d’eau) vers le milieu détendu (qui en contient le moins). L’air chaud peur contenir une forte concentration de vapeur d’eau, d’où une tension importante, alors que l’air froid en contient nettement moins, d’où une tension plus faible. Il s’établit alors un flux du milieu tendu vers le milieu détendu, dans ce cas, de l’intérieur vers l’extérieur.

En été les maisons sont plus ouvertes et donc plus ventilées. Mais l’inertie des parois opaques et l’évaporation diurne de l’eau qu’elles contiennent produisent du froid.

Selon le gradient de vapeur d’eau et le gradient de température, l’eau sera sous forme gazeuse ou liquide (diagramme de Mollies), et c’est précisément là que la notion de perméabilité ou perméance des murs prend toute son importance.

En effet toute réduction ou rupture de la capacité de diffusion du mur va conduire à des désordres : transformant la vapeur d’eau en eau liquide à l’interface du changement de matériau.

Il s’avère donc primordial de connaître les caractéristiques du mur ancien et d’y adapter les techniques d’isolation ou de ravalement. De même pour les revêtements décoratifs.

Or s’il est aisé d’obtenir des valeurs d’isolation thermique chez la plupart des intervenants dans le domaine (lambda, résistance thermique…), il semble beaucoup plus difficile d’obtenir des éléments comparatifs en matière de diffusion de vapeur d’eau, bien que ces mesures existent dans la plupart des cas(1). Malheureusement les normes sont différentes d’un pays à l’autre, d’un corps de métier à l’autre, d’un matériau à l’autre et si l’on souhaite pouvoir comparer, il faudrait choisir la même méthode de mesure et les mêmes modalités d’essai pour la pierre, l’enduit extérieur, ou la peinture de décoration…

3. Les conditions d'une bonne perméance des parois

Le dénominateur commun le plus simple à utiliser, est l’inverse de la diffusion, donné sous forme de coefficient μ qui s’exprime en valeur absolue par rapport à la résistance à la diffusion de 1 m d’air, soit μ = 1. Plus le chiffre est élevé, moins la diffusion est bonne.
À titre d’exemple :

  • un tuffeau de Touraine a un μ de 6 â 8
  • un béton de chanvre et chaux a un μ de 4 à 8
  • un enduit à la chaux aérienne a un μ de 12 à 14
  • un enduit ciment, un μ de 25 à 40
  • une feuille de PVC un μ. de 20000

Le transport hygrique, essentiellement de l’intérieur des bâtiments vers l’’extérieur, ne se conçoit que dans la continuité du système. Il est régulé par la couche la plus lente.

Conséquemment, un mur ancien très perméant, revêtu en extérieur d’’un enduit ciment non perméant aura en globalité la valeur de l’enduit, c’est-à-dire une perméance très faible.

D’autre part, le transport de l’eau à travers le mur s’effectue selon deux phases, vapeur et eau liquide, au gré des variations de température et de pression. Les modes de migration ne se font pas de la même façon suivant que la phase est liquide ou vapeur.

  • Pour la phase vapeur, il s’agir d’une diffusion â travers le matériau, généralement assez lente
  • Pour l’eau liquide, la migration a lieu par les capillaires constitués par le réseau poreux du matériau.
résistance à la vapeur d'eau
résistance à la vapeur d'eau

4. Microporosité et macroporosité

Créer une rupture capillaire en intercalant un vide pour une isolation thermique par exemple revient à se passer de la migration par l’eau liquide qui représente une part importante du transport hygrique. Le second risque que fait courir une rupture capillaire est celui de l’accumulation d’eau liquide aux interfaces, source de nombreuses pathologies, notamment les dégradations dues au gel : cloques ou fissures.

Deux types de porosité permettent les transports hygriques : la macro et la microporosité. Pour des raisons purement physiques :

  • la microporosité est plus efficiente pour les transports en phase liquide
  • la macroporosité pour les transports en phase gazeuse.

Ces deux types de porosité doivent absolument être interconnectés pour fonctionner correctement.

5. La chaux aérienne pour disposer de mortiers perméants

De nombreuses études ont prouvé, par une longue expérience, que le type de prise influe très fortement sur les caractéristiques de ce réseau poreux. Le prise aérienne s’avère mieux adapté à la constitution de micropores, la prise hydraulique utilisant l’eau liquide inter-granulaire ne permettant pas de développer un réseau poreux abondant, La teneur en chaux aérienne des liants s’avère alors déterminante pour l’exécution de mortiers perméants.

Mais il est indispensable aussi que la surface externe de l’enduit fasse barrière à l’eau liquide afin qu’elle ne pénètre pas le mur. Cette condition est remplie par un enduit lissé qui, en faisant ressortir la laitance, crée un calcin protecteur. C’est la véritable façon traditionnelle de procéder, au contraire des enduits «grattés» qui sont des pratiques modernes aux résultats contestables.

En conclusion : un mur de type ancien ne doit comporter aucune solution de continuité pour rester perméant à la vapeur d’eau contenue à l’intérieur du bâtiment et se fermer à l’eau liquide venue de l’extérieur. La chaux aérienne et une bonne pratique sont les mieux à même de remplir cette double exigence.

Perméance à la vapeur
Perméance à la vapeur

(1)
π exprime la perméabilité du matériau (alter ego du lambda thermique)
μ : coefficient de résistante à là de vapeur d’eau
Rd : résistance à la diffusion de vapeur d’eau
Sd : épaisseur d’une lame d’air présentant une résistance équivalente à la diffusion de vapeur

Ces différents coefficients ou valeurs sont établis à partir de normes et de mesures diverses qui aboutissent  à définir une quantité d’eau (gr) par rapport à une surface  (m2), à un temps de passage (h) et une pression différentielle exprimée par une hauteur de mercure (mmHg)

(2)
Extrait des travaux de recherche de la SCHL-CMHC série technique n°00-132.
Directeur de projet : Don Fugler. Expert conseil : John Straube
Propriété de résistance à l’humidité du plâtre et du stucco pour les bâtiments en ballots de paille.

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