LES RENCONTRES DE l’ARCAD
Comment réussir l’étanchéité à l’air d’un bâtiment?

Valérie LEPRINCE – CETE de Lyon
Le 01/07/2011 à Chalon en Champagne

Sommaire

Contexte énergétique et réglementaire
Définition et enjeu de l’étanchéité à l'air
Les niveaux d'exigence actuels et futurs
Justifier du traitement de l’étanchéité à l’air
Les travaux du MEDDTL
Les outils pour concevoir étanche

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Contexte énergétique et réglementaire
Le Plan Bâtiment du Grenelle de l'environnement

Contexte

Atteindre le Facteur 2 en 2020, le Facteur 4 en 2050...Le Plan Bâtiment du
Grenelle s'inscrit dans le long terme, dans la lutte contre le réchauffement
climatique et l’acquisition de l’indépendance énergétique

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Objectifs et Échéances :
2012 :



2013 :



2020 :



2050 :



Construire tous les bâtiments neufs au niveau BBC
Engager la rénovation énergétique de tous les bâtiments de l’État
Renforcer la réglementation thermique des bâtiments neufs et existants
Engager la rénovation des logements à raison de 400 000 / an

Réduire de 38% les consommations d'énergie
Réduire de 50% les émissions de gaz à effet de serre
Construire tous les bâtiments neufs au niveau " Énergie Positive "
Rénover les 800 000 logements sociaux les plus énergivores
Atteindre le facteur 4 au niveau de les tous secteurs

Perméabilité à l'air ?
Une définition :

Définition

L’expression "perméabilité à l’air" caractérise la sensibilité d'un bâtiment
vis à vis des écoulements aérauliques ou écoulement d'air parasites
causés par les défauts d'étanchéité à l'air de son enveloppe

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Perméabilité à l'air ?
Les parois modernes sont souvent multicouches et le calfeutrement ne
fait pas l’objet d’une grande attention

Définition

La présence de fuites dans les parois :

Croquis : T. Cabiriol, Edisud

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Etanchéité à l’air
Une définition :

Définition

L’expression "étanchéité à l’air" caractérise l'aptitude d'un bâtiment à réduire au
maximum les sources d'infiltration ou d'exfiltration d'air à travers les différents
composants de son enveloppe

Une maison étanche
n’est pas une maison
dans un « sac en
plastique »
Une bonne étanchéité
permet de mieux
ventiler

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Perméabilité à l'air ?
Une préoccupation de l’enveloppe des bâtiments qui existe
depuis de 30 ans !
Quelques dates importantes :

Définition

1980 : Norvège et USA
- Premières études
1983 : France
- Premier rapport du CETE de Lyon
1991 : Europe
- CEPHEUS / Concept bâtiments passifs
1996 : Allemagne
- Création du Label Passiv’haus
1998 : Suisse
- Création du Label Minergie-P
2005 : France
- Réglementation Thermique Renforcée

Build tight and ventilate right !
Source : AIR (Air Infiltration Review), Août 1980

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2006 : France
- Création du Label BBC-Effinergie
2012 : France
- Renforcement des exigences

Mesures et indicateurs
A partir des mesures Débits / Dépressions et d’une méthode
d’analyse, on peut extraire des indicateurs

Définition

Les débits de fuite normalisés :
• Le taux de renouvellement d’air sous 50 Pa, n50
Débit de fuite sous 50 Pa divisé par le volume chauffé
Il s’exprime en volume par heure [Vol / h] à 50 pascal [Pa]
• L’indice de perméabilité à l’air sous 4 Pa, Q4Pa Surf
Débit de fuite sous 4 Pa divisé par la surface de parois froides hors plancher bas
Il s’exprime en mètre cube par heure par m² [m3.h / m2] à 4 pascal [Pa]

Conversions :
• Il résulte de la définition de ces indicateurs que :

Q4Pa Surf = (4/50)n . (V/A) . n50

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Les indicateurs
Pourquoi le choix du Q4 Pa_surf:
4Pa une pression proche de la pression usuelle
Une incertitude plus faible dans le calcul thermique (n fixé à
2/3)
Ramenée par m² de surface déperditive
Lieu des fuites
Le volume n'est pas une entrée du code de calcul (incertitude
sur l'évaluation)
Possibilité de tricher en augmentant le volume artificiellement
impossible avec la surface déperditive

Définition



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Les phénomènes moteur
La présence d'un écart de pression d'air entre les 2 faces de
la paroi au droit d'une fuite favorise les transferts d'air
Le bâtiment est en
dépression

Exfiltration de l'air intérieur

Infiltration de l'air extérieur

Définition

Le bâtiment est en
surpression

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Les phénomènes moteur

Définition

Trois phénomènes physiques internes ou externes au
bâtiment entraîne des différences de pression d'air entre
l'intérieur et l'extérieur de l'enveloppe

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La pression du vent sur les façades
Le tirage thermique
La ventilation du bâtiment

Implications énergétiques et pathogènes
La perméabilité à l’air a des implications sur l’ensemble du
« système dynamique » bâtiment

Enjeux

On distingue 5 enjeux principaux :

L’hygiène, la santé, la qualité de l’air intérieur
Le confort thermique et acoustique
La consommation et la facture énergétique
La conservation du bâti
La sécurité des personnes

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La qualité de l'air intérieur

Croquis : R. Jobert, CETE de Lyon

Enjeux

Court-circuit du flux de ventilation volontaire et transfert
potentiel d’air chargé en polluants

Faible perméabilité
Minimiser la perméabilité à l’air pour mieux
contrôler les débits d’air volontaires

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Forte perméabilité
La sous ventilation des locaux augmente le
risque de condensations superficielles

La qualité de l'air intérieur

Enjeux

A une température donnée l'air ne peut contenir qu'une quantité de
vapeur d'eau maximum appelé poids de vapeur saturante

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La qualité de l'air intérieur

Enjeux

Modification des caractéristiques physiques de l’air et de l’équilibre
hygrothermique du volume "climatisé"



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Moisissure due à une mauvaise
ventilation

La qualité de l'air intérieur

Enjeux

L’air qui transite dans l’enveloppe peut se charger de polluants
présents au sein de la paroi puis les transférer à l’intérieur

A mesure qu’ils s’encrassent, ces circuits aérauliques peuvent dégrader la QAI
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Le confort thermique et acoustique

Enjeux

Les infiltrations d’air parasite affectent le confort
des occupants en agissant sur le mécanisme des
échanges thermiques du métabolisme humain

Courant d’air traversant
La circulation d’air parasite peut être
source de sensation de froid

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Écart de température des parois
L’infiltration d’air au droit des parois
modifie leur température de surface

La consommation d'énergie

Enjeux

La perméabilité à l’air influe sur l’efficacité de l’échangeur
thermique air/air des VMC double flux

En présence de vent, le débit total de ventilation augmente !
L’échangeur est court-circuité !
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La consommation d'énergie

Source : CETE de Lyon

Enjeux

L’efficacité d’un échangeur de chaleur peut passer de 80%
à 55% à cause des fuites du bâti

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La consommation d'énergie

Enjeux

Les flux d’air parasites et leurs effets induisent des
besoins supplémentaires de chauffage


L’impact estimé sur les consommations énergétiques
se situe entre 5 et 10 kWh/m2/an en énergie finale par
unité de Q4PaSurf



Pour une maison individuelle, 10% à 15% de réduction
sur le Cep en passant de la valeur par défaut 1.3 m3/h/m²
à la valeur réglementaire 0.6 m3/h/m² (jusqu'à 40% en
chauffage électrique)



Les impacts non chiffrés :
- Impact sur la performance des isolants
- Impact sur le confort local (courant d’air parasite)
- Impact lié à la dégradation de la paroi

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La consommation d'énergie

21

Source: CETE de Lyon

Enjeux

Écart sur les consommations de chauffage pour une MI et un LC en
fonction du type de ventilation dans les 3 zones climatiques, entre la
perméabilité par défaut RT2005 et la perméabilité réglementaire RT2012

Réalisé à l'aide du moteur de calcul RT2012 en juin
2011

La consommation d'énergie

22

La consommation d'énergie

23

Source CETE de Lyon

Enjeux

Écart sur les consommations de chauffage pour un bureau et une école
en fonction du type de ventilation dans les 3 zones climatiques, entre une
perméabilité de 3 m3/h.m² et 1.2m3/h.m²

Réalisé à l'aide du moteur de calcul RT2012 en juin
2011

La conservation du bâti
Un écoulement aéraulique dans une paroi peut entraîner des
phénomènes de condensation

Enjeux

Le phénomène est identique à
celui des condensations
superficielles mais il a lieu à
l’intérieur de la paroi
précision
d'ajustage
10%

formation de
fissures
5%

défauts
optiques
21%

fentes
13%
vices de
sécurité
18%
déformations
14%
dégâts dus à
l'humidité
24%

En période de chauffage, l’air exfiltré se refroidit au droit de la paroi froide
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La protection des personnes

Enjeux

Mettre à l’abri les personnes dans un local confiné en cas de
pollution atmosphérique accidentelle

Le confinement peut être rendu obligatoire par un PPRT
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Mesures et indicateurs
La surface équivalente de fuite correspond à la surface d’une fuite
unique égale à la somme des fuites de l’enveloppe
Q4Pa-surf = 0,80 m3/h/m2

Enjeux

Valeur de
référence

Maison individuelle

• Surface : 110 m2
• Volume : 273 m3
• Parois : 196 m2

• V/ATBAT :

1,4 m

Q4Pa-surf = 0,16 m3/h/m2

Exigence

26

Du label BBC à la RT2012

Contexte énergétique et réglementaire

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Les labels de performance énergétique invitent les concepteurs à
raisonner en terme de performance globale du bâtiment

L'étanchéité à l'air doit inscrire dans cette démarche de conception globale !

Du label BBC à la RT2012

Le cadre réglementaire

28

Obligation de traitement de l’étanchéité à l'air pour les maisons
individuelles et les immeubles collectifs d’habitation
Valeurs cible de la RT2012 : Q4Pa-surf [m3/h/m2]

Du label BBC à la RT2012

Le cadre réglementaire

29

Obligation de résultat pour les maisons individuelles et les
immeubles collectifs d’habitation

2 Options pour la justification :
Soit par mesure conformément à la norme NF EN 13829 et
ses documents d’application, par un opérateur autorisé par le
Ministère en charge de la construction
Soit par une démarche de qualité de l’étanchéité à l’air (et
des réseaux aérauliques) agréée par le Ministère en charge
de la construction. La démarche qualité implique des
mesures sur un échantillon du parc construit

Du label BBC à la RT2012

Le cadre réglementaire

30

Obligation de résultat pour les maisons individuelles et les
immeubles collectifs d’habitation

Le calendrier de la RT2012:
En maison individuelle, les deux options sont possibles dès la
publication des textes, à partir du 26 Octobre 2011
En immeuble collectif :
- Avant le 1er janvier 2015 : mesure obligatoire
- Après le 1er janvier 2015 : les deux options sont possibles

Du label BBC à la RT2012

La démarche qualité Annexe 7

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Objectifs:
Favoriser la diffusion des bonnes pratiques
Intégrer le traitement de l’étanchéité à l’air dès la phase de
conception
Intérêt de la démarche
Permet d’utiliser sans mesure systématique
La valeur de référence en RT2005
Une valeur comprise entre 0,3 et 0,6 en RT2012
Contrainte
Ce dispositif nécessite de mettre en place une démarche
qualité agréée par le ministère en charge de la construction

Du label BBC à la RT2012

La démarche qualité Annexe 7

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Procédure
Constitution d'un référentiel qualité conformément aux
modalités décrites dans l'annexe VII
De l'arrêté du 24 mai 2006 en RT2005
De l’arrêté du 26 octobre 2010 en RT2012
Examen du référentiel qualité par une commission annexe VII,
désignée par le ministère en charge de la construction.
Grilles d’analyses disponibles en ligne sur le site rt-batiment

Du label BBC à la RT2012

La démarche qualité Annexe 7

33

Quelques points essentiels de la démarche
Le champ d'application de la démarche
Identification de « Qui fait quoi et quand ? »
Traçabilité de chaque étape de la démarche
Les actions correctives
Mesures de perméabilité à l'air réalisées sur un échantillon de
bâtiments concernés par la démarche (qui doivent vérifier
valeur mesurée ≤ valeur de référence)
Agrément soumis à la fourniture d'un dossier de suivi annuel
Contrôles aléatoires organisés par le ministère

Les commissions

Les travaux du MEDDTL

Mise en place de commissions associées à l’étanchéité à l’air
Club Perméa
Commission d’autorisation des mesureurs
Gestion transférée à QUALIBAT au 01/01/11
Commission de reconnaissance des formations
Commission d’agrément Annexe 7
Participation et financement de projets de recherches
Exploitation des données de mesures
Projet PREBAT Mininfil
Etc.
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Le club PERMEA

Les travaux du MEDDTL

Fin 2007 1ère réunion du « club perméa » à Bordeaux
Mi-2008 le « Club perméa » devient trimestriel au MEDDTL
Elaboration des règles techniques BBC-Effinergie pour autoriser les
mesureurs
En 2009 création de la commission d’autorisation des mesureurs,
premiers mesureurs autorisés
Février 2010 parution du GA P 50 784 guide d’application de la norme
de mesure
Décembre 2010 Fascicule Documentaire sur la mesure des réseaux
Fin 2010 près de 200 mesureurs autorisés,
Passation à Qualibat
2011:
Mise en place d’un GT sur l’étalonnage du matériel
Exploitation des données de mesures
35

Les travaux du MEDDTL

État des lieux

36

Analyse comparative du niveau de perméabilité à l'air d'un échantillon de
2235 bâtiments de logements pour 5 systèmes constructifs

Les travaux du MEDDTL

État des lieux

37

Analyse comparative du niveau de perméabilité à l'air d'un échantillon de
189 bâtiments tertiaires repartis sur 6 systèmes constructifs différents

MININFIL: concevoir étanche

Le processus des études

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Un suivi tout au long du processus de réalisation
du projet… de la programmation à la réception



Programmer (Programme, Esquisse,…)



Concevoir (APS, APD, PRO,…)



Sensibiliser (Réunion, Information,…)



Contractualiser (DCE, CCTP, EXE,…)



Vérifier (Chantier, OPC, OPR,…)



Corriger (OPR, Réception,…)

MININFIL: concevoir étanche

Méthodologie de conception

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Mettre en évidence les différents points faibles
en coupe et en plan puis les traiter en détails

La couche d’étanchéité à l’air doit être un système
constitué de différents matériaux mis en œuvre de
façon juxtaposé et continue

MININFIL: concevoir étanche

Localisation des fuites

40

Les fuites d'air parasites sont réparties de manière diffuse au
droit des points singuliers de l’enveloppe

MININFIL: concevoir étanche

Localisation des fuites

41

Les fuites d'air parasites sont réparties de manière diffuse au
droit des points singuliers de l’enveloppe

Répartition des occurrences de fuite généralement constatées
lors des tests d'infiltrométrie

MININFIL: concevoir étanche

Guide de conception

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http://www.cete-lyon.equipement.gouv.fr / http://www.rt-batiment.fr

En résumé…

Photo : Christo & Jeanne-Claude, Reichstag

Il ne s’agit en aucun cas de confiner les occupants dans un « sac
plastique »

Mais plutôt de mieux contrôler les débits d’air volontaires pour leur procurer un air de
qualité en quantité suffisante et sans excès

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Pour aller plus loin…
Perméabilité à l’air
« Perméabilité à l’air de l’enveloppe des bâtiments, Généralités et Sensibilisation » L’objectif de ce
document est d’apporter au lecteur des éléments qui lui permettront de se familiariser avec les enjeux et
les principes physiques liés à la perméabilité à l’air. Par ailleurs, il constitue une aide à la compréhension
des rapports de mesure de perméabilité à l’air de l’enveloppe des bâtiments réalisés par le Centre
d’Études Techniques de l’Équipement de Lyon, ( http://www.certu.fr, puis "ville et équipements publics,
construction durable, la perméabilité à l'air des bâtiments" )

« Perméabilité à l’air » Fiche technique du Centre d’Études Techniques de l’Équipement de Lyon sur les
prestations de mesure de la perméabilité à l’air de l’enveloppe des bâtiments.

« MinInfil - Carnet de détails » Quatre carnets comprenant chacun environ 25 détails constructifs réparties
sur quatre principes constructifs les plus courants (ITI, ITE, ITR, COB)

« PREBAT Performance - Rapport final » Retour d’expérience sur l’élaboration et la réalisation d’une
démarche qualité destinée à améliorer l’étanchéité à l’air de l’enveloppe des bâtiments et des réseaux
aérauliques (Ventilation, CTA, …)

« Risques technologiques - Confinement » Fiche technique du Centre d’Études Techniques de
l’Équipement de Lyon sur les risques technologiques et notamment la strtégie et les principes du
confinement

http://www.cete-lyon.equipement.gouv.fr/
http://www.rt-batiment.fr

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Merci pour votre
attention