Condensations sous bacs acier

1. SYCODÉS Informations n° 78 - mai - juin 2003
Connaître les risques
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Cas d’expert
Condensations sous bacs acier
Une commune décide de faire construire une salle des fêtes. Elle fait
appel à un maître d’œuvre pour la conception puis à une entreprise
générale pour la réalisation. L’entreprise générale sous-traite la cou-
verture, les faux-plafonds et l’isolation. Mais depuis...
Les ennuis commencent
Dès avant la fin des travaux, réceptionnés avec
réserves, des problèmes de condensation apparu-
rent sous la couverture réalisée en bacs acier. Le
bureau de contrôle fut questionné en fin de tra-
vaux par la Mairie. Il répondit que la disposition
prise (faux-plafond rampant isolé suspendu sous
les bacs) était possible suivant le DTU 40.35 à
condition de bien assurer la ventilation entre l’iso-
lant et la sous-face des bacs. Des chatières furent
ajoutées par l’entreprise avant la réception. Mais
une fois la salle livrée, la condensation fut telle
que très vite des dalles de faux-plafond furent
tachées. Il y aurait même eu, par grands froids,
des condensats qui coulèrent sur le sol.
Dans les mois qui suivirent ces désordres, l’entre-
prise plaça des écarteurs en égout de versant
entre les sablières et les bacs ce qui n’améliora
presque en rien la situation puisque la ventilation
restait coupée au niveau des pannes. En plus, une
grosse proportion des cales constituées de profilés
en plastique s’était, depuis, écrasée.
Le chauffage de la salle était constitué par deux
systèmes : un chauffage de fond par la dalle et un
chauffage par deux groupes de ventilo-convec-
teurs répartis dans la salle. La ventilation était
obtenue par quatre tourelles d’extraction à travers
la toiture. Elle pouvait fonctionner seule mais était
asservie au fonctionnement des ventilo-convec-
teurs.
Une ventilation conforme
Il a été confirmé que la ventilation (ainsi que les
ventilo-convecteurs) était commandée manuelle-
ment par le régisseur de la salle. Elle était prévue
pour assurer un renouvellement d’air de 3 vol/h.
Le volume de la salle polyvalente et de l’accueil
était d’environ 5 900 m3
. Au vu du catalogue du
fabricant, chaque extracteur type tourelle TCP
pouvait assurer chacun un débit d’au moins
6 000 m3
/h ce qui assurait les trois renouvelle-
ments prévus.
L’examen des désordres
Lors d’une première visite, nous avons constaté que
la ventilation sous-toiture semblait ne pas se faire
du fait que la laine de verre était en contact avec les
pannes métalliques en IPE. La ventilation de la salle
était commandée manuellement. La ventilation haute
était obtenue par des chatières (neuf par travée), et
la ventilation basse par des grilles 10 x 20 avec mous-
tiquaire. Mais ces moustiquaires étaient bien
encrassées et ne permettaient qu’une ventilation
très réduite. D’autre part, celles situées sous les ché-
neaux ne semblaient pas efficaces. Cette ventilation
avait été augmentée en installant entre les pannes
d’égout et les bacs, des cales en plastique de 2 cm,
Les condensations humidifient les panneaux isolants et dégradent le parement
visible. (Source : illustration de la fiche “Pathologie du bâtiment” n°16 de l’AQC).
Doc.DR

2. SYCODÉS Informations n° 78 - mai - juin 2003
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comme dit plus haut. Mais, comme
nous l’avons déjà précisé, un bon
nombre de ces cales s’était écrasé.
Par ailleurs, l’isolation en laine de
verre comprenait bien un pare-va-
peur, mais l’étanchéité à la vapeur
ne pouvait pas être totale puisque
les lés isolants étaient posés côte
à côte sans recouvrement. Enfin,
il n’y avait pas de désordre appa-
rent dans le local de stockage
attenant.
Remarques sur la
ventilation du plénum
D’après la notice technique du
matelas isolant, la perméance à
la vapeur d’eau était comprise
entre 0,015 et 0,06 g/m2
mmHg. Le bureau de
contrôle indiquait dans une lettre que la salle des
fêtes était à moyenne hygrométrie ce qui donnait
d’après le § 3.822 du DTU 40.35, des sections de
ventilation de 1/500e de la surface projetée de la
toiture.
À titre d’information, le nouveau DTU 40.35 de
mai 1997 en son annexe D § 2.2.3, considère que
les salles polyvalentes sont des locaux à hygromé-
trie moyenne mais à forte hygrométrie intermittente
et qu’elles peuvent être considérées en moyenne
hygrométrie “sous réserve d’une ventilation ap-
propriée”. En partie basse, sans tenir compte des
grilles de ventilation, nous avions au minimum 2 cm
de vide sur toute la longueur soit 0,02/10 = 0,2 %
= 1/500e puisque le versant projeté de la salle poly-
valente faisait 10 m. Par contre, au droit des
rangements de matériel on arrivait
à 16 m en déduisant le lanter-
neau, mais il y avait aussi des grilles
de ventilation de 100 cm2
, une
par mètre soit 0,01 m2
ce qui don-
nait 0,03/16 = 1,9 ‰, proche des
2 ‰ demandés. En tête, il y avait
neuf chatières de 200 cm2
par tra-
vée de 8 m soit 0,0225 cm2
au
mètre, suffisant pour la salle seule,
mais pas pour la partie avec ré-
serves (1,4 ‰ au lieu 2 ‰).
Décisions prises
Il a été décidé d’effectuer un
certain nombre de travaux
pour remédier à cette ventila-
tion insuffisante :
■ Mettre en place dans une travée des écarteurs
réalisés en métal déployé, en forme de J dont la
base ferait 6 cm et serait située 6 cm sous la
semelle des pannes (deux écarteurs par panne)
ou tout autre système assurant au moins le
même passage d’air.
■ Recaler les parties basses des bacs d’égout avec
des cales indéformables et fixées ; vérifier en
même temps que les tire-fonds tiennent bien
après calage.
Premiers résultats
Au cours du deuxième rendez-vous (automne 1998),
il nous a été précisé que les travaux demandés lors
de la réunion précédente avaient bien été effectués.
Depuis lors, d’après les utilisateurs, la situation se
serait améliorée mais il resterait une zone en bas
✓✓
À lire également :
Les 61 fiches
“Pathologie du
bâtiment” de l’AQC
et en particulier
la fiche n°16
“Condensations
en sous-face des
couvertures
métalliques”
voir bon de commande
en page 2 du magazine
Cas d’expert
Condensations sous bacs acier

3. SYCODÉS Informations n° 78 - mai - juin 2003 51
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de versant où de l’eau coulerait encore. Il ne s’a-
gissait pas de fuite de couverture mais bien de
condensation car l’écoulement ne correspondait
pas aux périodes de pluie. Cependant, nous n’a-
vons pu savoir avec certitude si cette condensation
était ou non en relation avec l’utilisation.
Nous avons pu voir ce qui se passait dans la zone
où des écoulement étaient apparus depuis les tra-
vaux : des lés d’isolant y étaient espacés d’une
vingtaine de centimètres (ce qui créait un pont
thermique et surtout une pénétration d’air chaud
et humide dans le plénum) et qu’un lé, mal remis
à plat, était en contact avec le bac acier et gênait
la ventilation. Ce double défaut pouvait expliquer
une condensation dans cette zone.
Du fait de l’amélioration qui semblait être réelle,
du fait également que la ventilation était très sen-
sible dans le plénum, nous avons pensé qu’il fallait
continuer à améliorer les dispositions qui avaient
déjà été prises en assurant la continuité du pare-
vapeur et celle des lés d’isolant.
Nouvelles décisions
Pour cela, nous avons proposé de mettre en place
un pare-vapeur indépendant, du même type que
celui de l’isolant, en recouvrant les lés d’au moins
une vingtaine de centimètres. Nous avons égale-
ment recommandé de fixer les lés du haut et du
bas de versant et quelques lés intermédiaires de
façon qu’ils ne puissent glisser en créant des ponts
thermiques ou en comblant l’espace réservé à la
ventilation. Ce travail fût exécuté sur la deuxième
demi travée la quinzaine suivante.
Mais malgré ces interventions et bien que la
ventilation naturelle du plénum fût importante, il
continua de se produire des condensations qui
endommageaient les plaques de faux-plafond. Le
débit de ventilation du plénum ne semblait donc
pas pouvoir expliquer les condensations intempes-
tives.
Nous n’avons alors trouvé que trois pos-
sibilités pour résoudre ce problème de
condensations :
■ Soit avoir un pare-vapeur parfait au-dessus du
faux-plafond, mais ceci parut quasiment impos-
sible à la réalisation. Les jonctions entre lés sont
en fait très difficiles à faire ainsi que celles entre
les lés et les portiques et celles autour des
suspentes du faux-plafond.
Les jouées des tourelles d’extraction auraient dû
aussi être rendues étanches pour éviter que les
extracteurs aspirent l’air du plénum, bien que
ce phénomène ne fût pas défavorable à une
bonne ventilation du plénum.
■ Soit isoler les toitures par la réalisation sur le bac
acier d’une isolation et d’une étanchéité, solu-
tion chère mais dont on était à peu près sûr
qu’elle aurait réglé le problème.
■ Soit diminuer l’humidité du local en pilotant la
ventilation de façon optimale.
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Les essais
Nous avons décidé de nous pen-
cher sur cette dernière solution et
pour cela de faire un essai sur un
mois de la manière suivante : des
enregistrements de température
et d’humidité de l’air seraient faits
à l’intérieur et à l’extérieur en
continu. Parallèlement, la mairie
tiendrait un journal de bord indi-
quant (jour et heure) chaque
changement de régime de venti-
lation et de chauffage ainsi que
l’occupation approximative.
Pendant quinze jours à partir de
la pose des enregistreurs, l’am-
biance de la salle devait être pilotée
comme elle l’avait été ces derniè-
res années. Les quinze jours suivants, le principe de
pilotage devait être de faire chuter l’hygrométrie
avant la température ce qui devait se faire en fai-
sant fonctionner la ventilation d’extraction avec le
chauffage de l’air insufflé pendant au moins six
heures (de la fin de l’utilisation dans la nuit jusqu’à
la fin de matinée suivante). On espérait ainsi pou-
voir déduire une règle de pilotage qui aurait pu être
automatisée avec des modifications minimes du
système de ventilation.
Résultat des enregistrements
Du fait d’une panne dans la chaufferie, le gardien
n’avait pu faire fonctionner le chauffage comme il
le lui avait été demandé. Durant toute la période
d’enregistrement, la conduite a été la même :
chauffage coupé juste après ou au cours d’occupa-
tion en ce qui concerne l’air chaud et en régulation
automatique pour le réseau électrique en dalle.
Contrairement à ce que nous pensions jusqu’alors,
les phénomènes de condensation ne semblaient
pas liés à l’occupation, mais aux conditions exté-
rieures. Nous avons en effet une séquence de trois
jours intéressante du 27 au 29 mars où les condi-
tions extérieures ont été les mêmes en ce qui
concerne température (environ 3° vers 8 heures du
matin) et hygrométrie (environ 80 % d’humidité).
Par contre, si les 27 et 28 il faisait un temps clair,
le 29 au matin le soleil était absent.
Côté intérieur, le 27 est un jour normal sans occu-
pation, le 28 il y a eu un bal avec environ 500
personnes et on constate bien une forte montée
de la température et de l’humidité. Or, le gardien
nous dit avoir constaté des condensations sur tou-
te cette période uniquement les 26, 27 et 28 mars
entre 8 et 9 heures du matin.
Analyse
Pour les 27 et 28 mars au matin, le phénomène
a dû être le suivant : la température de l’air était
aux alentours de 3° avec une humidité de 80 %.
Comme la nuit avait été claire, le rayonnement du
ciel avait été très froid et la température de surface
des bacs acier avait sûrement été
négative. Or, il suffisait de des-
cendre en dessous de 0°C avec les
caractéristiques précédentes pour
qu’il y ait condensation et donc gel
des deux côtés des bacs acier.
Lorsque le soleil a commencé à ré-
chauffer les plaques, cela s’est fait
suffisamment rapidement pour
que la ventilation du velum soit in-
suffisante pour évaporer l’eau
venant de la glace. Il y a donc eu
écoulement.
Le 29, le temps était gris et pro-
bablement la nuit nuageuse si bien
que la température de rayonne-
ment devait être sensiblement
celle de l’air. Les plaques étaient
donc elles aussi aux alentours de 3°C et il n’y a pas
eu de condensation dessous d’où pas de dégâts alors
que la salle avait été fortement occupée. La venti-
lation de la sous-toiture a été suffisante pour évacuer
le supplément d’humidité qui a dû traverser le faux-
plafond.
Le 26, le cas est différent, l’humidité extérieure
était considérable : 90 à 91 % pour une tempéra-
ture assez haute de 11°C. Cet air entré et chauffé
à 19°C donne une humidité de 55 %, c’est à peu
près ce que l’on obtient dans l’enregistrement
intérieur de la nuit du 25 au 26. Il suffisait que la
température des bacs descende en-dessous de
9°C pour qu’il y ait condensation. C’est ce qui a
dû se passer du fait du rayonnement nocturne de
la voûte céleste.
Au vu de ces enregistrements, on constate
que ce n’est pas l’humidité venant de la salle
qui condense sous les bacs mais celle de l’air
extérieur, dans certaines conditions météoro-
logiques assez courantes d’ailleurs. Ainsi, l’air
extérieur que l’on fait circuler pour assécher le plé-
num apporte à lui seul une humidité suffisante
pour qu’il y ait condensation lorsque les nuits sont
froides et sans nuage. D’un autre côté, si on sup-
primait cette ventilation, il y aurait condensation
du fait de l’humidité de l’air de la salle.
Bilan
La seule solution qu’il nous reste est d’isoler
les bacs du rayonnement froid de la voûte
céleste car il me parait irréaliste d’installer un
système de chauffage de l’air du plénum.
Quant à la mise en place d’un flocage anticonden-
sation, rien ne nous permet de dire s’il pourra
absorber et recéder de façon satisfaisante l’impor-
tante condensation qui se produit. C’est la raison
pour laquelle cette solution ne peut être préconi-
sée avec suffisamment d’assurance de succès. ■
Gérard Turck
Architecte D.P. L.G.
Ingénieur Sup’Aéro
✓✓
À lire également :
La communication
de la C2P
“Recommandations
pour lutter contre les
risques de condensa-
tions sous bacs
métalliques”
à télécharger sur le site
www.qualitecons-
truction.com, à la
rubrique “Les commu-
niqués de la C2P”
Cas d’expert
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