REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministre de lEnseignement Suprieur et de la Recherche Scientifique UNIVERSIT MENTOURI. CONSTANTINE. Facult des Sciences de la Terre de Gographie et de lAmnagement du Territoire

Dpartement dArchitecture et dUrbanismeN dordre Srie..

MEMOIREPOUR L OBTENTION DU DIPLME DE MAGISTERE OPTION : ARCHITECTURE BIOCLIMATIQUE

Prsent par : Mr. BOUMAOUCHE NASR-EDDINE

THEMEPRISE EN COMPTE DE L HUMIDITE DANS LE PROJET DE REHABILITATION DES MAISONS VERNACULAIRES CAS DE LA MEDINA DE CONSTANTINE

Sous la direction de Mme.Y. BOUCHAHM Matre de confrence Jury dexamen : Soutenu le....

Prsident : Mr : T. SAHNOUN, Professeur, Universit Mentouri. Constantine. Encadreur : Mme : Y. BOUCHAHM, Matre de confrence, Universit Mentouri. Constantine. Examinateur Mme : F. BOURBIA, Matre de confrence, Universit Mentouri. Constantine Examinateur Mme : S. ABDOU, Matre de confrence, Universit Mentouri. Constantine

Ddicaces

Je ddie ce travail A mes parents : Fatma, Fatima et Lamri, qui je dois normment de choses. Quils trouvent travers ce mmoire un humble tmoignage de reconnaissance pour leurs encouragements, leurs comprhensions et profondes proccupations. A ma femme : Nadia, En reconnaissance de son soutient et surtout de sa patience et immense comprhension. A ma chre enfant : Soundous, Avec toute mon affection. A mes frres et surs : Mohamed Larbi, Mourad et Souad, Pour leurs aides et encouragements. A tous mes amis et collgues, notamment Bencheikh-Lefgoun Farid. Pour ses sincres amitis.

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RemerciementsJe tiens tout dabord exprimer ma profonde reconnaissance et tous mes remerciements mon encadreur le Dr : Mme Bouchahm, Benamara Yasmina pour son suivi, sa disponibilit et ses orientations. Je remercie chaleureusement et avec toute gratitude, mon ami, Mr Berrehal Moussa, professeur au dpartement de gnie climatique pour sa disponibilit et son aide si prcieuse qui ma permis de mener terme cette modeste recherche. Mes vifs remerciements tous mes collgues de la cellule de rhabilitation et de sauvegarde de la vieille ville de Constantine qui mont aid lors des campagnes dinvestigations et surtout au moment du relev architectural de la maison prototype. En particulier, Mme Houari souad, Mme Benahcen Radia et Melle Souheila. Je remercie galement le personnel de la station de mtorologie de Constantine pour leur aide en matriel (thermographes et hydrographes) et les informations relatives aux donnes mtorologiques qui mont t fournis. Je remercie les familles de la maison teste qui ont accept et particip aux relevs des mesures des tempratures et des humidits relatives pendant deux priodes : t 2004 et hiver 2005. Mes remerciements sont adresss aussi : Mr Mazouz Said, docteur (universit de Biskra), Mr Bendakir Mahmoud professeur chercheur au laboratoir : Cra-terre (universit de Grenoble), Mr Tancredi charutio professeur luniversit de la sapienza (Rome Italie), Mme Antonnela Docci, architecte restaurateur (Sapienza). Aux professeurs de luniversit Romatr (Italie), notamment : le professeur carlo severati et Melle alessandra Fidanza, et tous ceux qui ont contribu la ralisation de ce travail.

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Rsum :Lquilibre recherch entre confort thermique, confort visuel et cot global est devenu lquation rsoudre pour tout projet contemporain. Cet quilibre doit tre prserv lors dune rhabilitation, et si possible avec plus denthousiasme quant il sagit dun patrimoine menac de pathologies graves. Lexamen de larchitecture vernaculaire, nous permet den tirer des leons : nous dcouvrons un savoir faire, un style, une mthodologie dapproche, bref. Une harmonie qui rgne entre lhomme, la nature et sa culture. Il semble que la proccupation majeure de certains concepteurs de projets dinterventions sur le bti ancien, dj entrepris dans le cadre des oprations de rhabilitations dans la ville de Constantine est consacre vers la consolidation de la structure portante et ltanchit de lenveloppe, alors que les problmes de condensations et dhumidit ascensionnelles nont jamais t abords. La prsente tude sintresse au phnomne de lhumidit qui apparat dans lhabitation vernaculaire Constantine. Lobjectif est dintgrer, cet important paramtre climatique dans le projet de rhabilitation des btiments anciens. tant considr, dune part, comme lennemi numro un (01) de la construction. Et dautre part, il constitue un facteur dterminant du confort humain. Lanalyse statistique, quantitative et bioclimatique du climat de la ville de Constantine a permit de dterminer les caractristiques climatiques de la ville et de dfinir la saison humide et froide qui influe directement sur lambiance thermique et hygromtrique intrieure. Et puis dvaluer les besoins de confort physiologique. Il savre que le climat de Constantine est semi-aride et au mme temps contrast, caractris par un hiver froid et humide et un t chaud et sec. Lanalyse qualitative a rvl dune part, la relation forte qui existe entre la construction vernaculaire et le climat, et dautre part les murs et pratiques socioculturels. cette approche a permit de mettre en vidence certaines contraintes climatiques, eu gard aux caractristiques morphologiques, spatiales et organisationnelles Les campagnes dinvestigations tablies pendant les deux priodes : t 2004 et hiver 2005 ont rvl quil existe effectivement, des risques de condensation superficielle et interstitielle des murs extrieurs et quelques murs intrieurs. Les mesures hygromtriques ont confirm aussi, que le taux dhumidit de lair lintrieur de la chambre teste est trop lev et qui peuvent atteindre 95 %. Ces rsultats sont perceptibles uniquement en priode hivernale. Lassainissement des parois envahis par lhumidit de condensations peut s'oprer par des procds trs simple. Ils consistent en laddition de couches de matriaux, slectionnes selon leurs caractristiques themo-physiques, en vue damliorer la rsistance thermique et/ou hygromtrique des parois. Une simulation a t effectue laide dun modeste programme informatique, conu par lauteur. Celle-ci a contribu positivement la recherche dune meilleure performance thermique et hygromtrique des parois pour lutter contre les formes de condensations.

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La ventilation naturelle notamment la ventilation transversale revt une importance capitale dans l'amlioration du confort intrieur par le renouvellement d'air neuf, afin dassurer une bonne qualit de l'air, en vacuant lexcs dhumidit, les odeurs et galement viter les risques de condensations. La ventilation "sanitaire" ou "hyginique" doit tre permanente: exige en hiver comme en t et doit tre assure sous toutes les conditions climatiques. Dans le cas o il est difficile de lobtenir au moyen dune ventilation transversale. Ceci peut tre concrtis laide de procds passifs, comme celui adopt dans le cas de cette tude : Il sagit dune chemine tirage naturelle ou thermique.

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TABLE DES MATIERES

Ddicaces .. Remerciements.. Rsum.. Table des matires. Liste des figures Liste des tableaux.. Nomenclature Chapitre 1. Introduction Gnrale 1.1 Introduction.. 1.2 Problmatique.. 1.3 Mthodologie de recherche.. Chapitre 2. Climat et Confort 2.1 Introduction.. 2.2 Dfinition du climat .... 2.3 Facteurs dterminant le climat..... 2.3.1 La latitude et laltitude... 2.3.2 Lloignement de la mer 2.4 Les climats dans le monde.. 2.5 Les lments climatiques 2.5.1 la temprature de lair .. 2.5.2 lhumidit de lair..... 2.5.3 Le vent... 2.5.4 Les prcipitations... 2.5.5 Les rayonnements solaires..... 2.5.6 La pression. 2.6 Les indices climatiques 2.6.1 indices climatiques globaux.. 2.6.2 indices climatiques de production.. 2.7 les chelles du climat.... 2.8 le climat en Algrie.. 2.9 Le climat Constantine 2.9.1 introduction... 2.9.2 Analyse quantitative du climat de Constantine.. 2.9.3 Calcul de lindice daridit. 2.10 Notion de confort thermique dans les habitation .... 2.10.1 Mtabolisme de lorganisme humain. 2.11 Conditions de confort. 2.12 Outils daides la conception architecturale bioclimatique... 2.12.1 diagramme bioclimatique de V.Olgay... 2.12.2 diagramme bioclimatique de B.Givoni.. 2.12.3 diagramme bioclimatique de S.zokolay. 2.12.4 les tableaux danalyse bioclimatique de Mahoney.

I II III V X XVIII XX

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9 10 10 10 11 11 12 12 13 14 15 15 16 18 18 19 19 20 21 21 22 25 26 26 29 31 31 32 33 35

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2.13 Analyse bioclimatique de la ville de Constantine. 2.13.1 Mthode de B.Givoni. 2.13.2 Mthode de S.zokolay 2.13.3 Mthode de Mahoney. 2.14 Conclusion.. Chapitre 3. Humidit 3.1 Introduction.. 3.2 Dfinition. 3.3 Les diffrentes type de lhumidit et leurs caractristique.. 3.3.1 Types dhumidit 3.3.2 Symptmes et sources dhumidit.. 3.3.3 Rpartition de lhumidit dans les ouvrages.. 3.3.4 Caractristiques de lhumidit dans les constructions anciennes.. 3.4 Le phnomne de la capillarit dans les matriaux de construction 3.4.1 Hauteur de progression de lhumidit 3.5 Lhumidit et ses nuisances. 3.5.1 Effet de lhumidit sur les constructions.. 3.5.2 Effet de lhumidit sur la sant de lhomme. 3.5.3 Effet de lhumidit sur les matriaux de construction.. 3.5.4 Les efflorescences. 3.5.5 Effet de la apillarit.. 3.6 Insalubrit des locaux et condition dhabitabilit... 3.6.1 Lhumidit et le comportement des matriaux de construction 3.6.2 Classification des matriaux. 3.6.3 Schage des matriaux. 3.6.4 Evaporation des matriaux humides 3.6.5 Seuil dinsalubrit de lhumidit de lair 3.6.6 Taux maximum tolrable des murs.. 3.7 Jugement dhabitabilit 3.8 Conclusion Chapitre 4. Rhabilitation 4.1 Introduction. 4.2 Objectifs de la rhabilitation 4.3 Enjeux de la rhabilitation 4.4 Reconsidrer une architecture existante... 4.5 Le projet de rhabilitation 4.5.1 Le diagnostic pralable.. 4.5.2 Les relevs 4.5.3 La conception dun projet de rhabilitation... 4.6 Techniques de lutte contre lhumidit 4.6.1 Remde contre lhumidit de condensation.. 4.6.2 Remde contre lhumidit ascensionnelle. 4.6.3 Assainissement des sous-sols. Mthodes des trois maonneries et mthode sec ...

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40 40 42 42 45 49 50 54 57 61 61 61 63 65 66 67 67 68 73 74 77 78 79 83

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4.6.4 Techniques utiliss pour camoufler les effets de lhumidit de remont capillaire sur les murs... 4.7 Remdes contre lhumidit due la pluie battante.......... 4.7.1 Les revtements de faades 4.8 Procdes destins vacuer leau qui imprgne les murs 4.8.1 llectro-osmose.. 4.8.2 l lectro-osmose phorse.... 4.8.3 Siphons atmosphriques de Knapen ..... 4.9 Enduits spciaux.. 4.9.1 Lenduit hydrofuge base de ciment ... 4.9.2 Lenduit hydrofuge base de chaux. 4.9.3 Lenduit anticondensant 4.10 Conclusion.. Chapitre 5. Ventilation 5.1 Introduction 5.2 Le vent . 5.2.1 Dfinition 5.2.2 Le phnomne vent lchelle urbain 5.2.3 Influence des constructions sur les coulements dair 5.2.4 Les Zones calmes ou abrites.. 5.3 Rle et objectifs de la ventilation.. 5.4 Techniques et systmes de la ventilation naturelle 5.4.1 Ventilation provoque par la force du vent.. 5.4.2 Ventilation provoque par la force thermique ou tirage thermique.. 5.4.3 Effets combins 5.5 Ventilation transversale... 5.6 Contrle du vent ou de la ventilation. 5.6.1 Influence des amnagements intrieurs sur lcoulement dair... 5.6.2 Les dflecteurs dair.. 5.6.3 Les Ouvertures : Emplacements et Usages.. 5.7 Limpact de la vitesse de lair sur le confort intrieur 5.8 Effet de chemine. 5.9 La chemine solaire. 5.10 La ventilation et les solutions traditionnelles.... 5.10.1 Le capteur vent. 5.10.2 Le malkaf traditionnel. 5.10.3 Le mur double ventil. 5.11 Conclusion Chapitre 6. Investigation 6.1 Introduction 6.2 Choix de la ville. 6.3 Choix de la maison 6.3.1 situation 6.3.2 typologie dhabitation 6.4 Description de la maison Dar Ediaf

110 113 115 116 116 116 118 119 119 120 120 122

123 123 123 124 126 130 131 134 134 136 138 139 140 140 142 146 152 153 155 157 157 159 160 161

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6.4.1 Organisation spatiale 6.4.2. Matriaux utiliss dans la construction.. 6.4.3 Organisation fonctionnelle 6.5 Analyse morphologique des lments architecturaux structurant la maison . 6.5.1 Le patio 6.5.2 Les ailes du btiment 6.5.3 La galerie. 6.6 tude de lenveloppe de la maison 6.6.1 Texture extrieures 6.6.2 Texture intrieures. 6.6.3 Toiture.. 6.7 tude densoleillement et de ventilation. 6.7.1 Ensoleillement 6.7.2 tude de la ventilation 6.8. Diagnostic 6.8.1 Mthodes de Mesures de lhumidit 6.9 Objectif des campagnes de mesures 6.9.1 Facteurs climatiques mesur 6.9.2 Appareils de mesures utiliss. 6.10 Mthode de droulement des campagnes de mesures.. 6.11 Interprtation des rsultas des mesures 6.11.1 tude comparative de la variation de lhumidit relative et de la temprature de lair (Intrieure et extrieure). Priode hivernale.. 6.11.2 tude comparative de la variation de lhumidit relative et de la temprature de lair (intrieure et extrieure). Priode estivale.. 6.12. Vrification du risque de la condensation ... 6.13 Illustration des effets de lhumidit.. 6.13.1 Illustrations des dgts apparents de lhumidit de condensations. 6.13.2 Illustrations des dgts apparents de lhumidit de ascensionnelle.. 6.13.3 Illustrations des dgts apparents de lhumidit dorigine accidentelle .. 6.13.4 Moisissures 6.14 Conclusion Chapitre 7. Simulation 7.1 Introduction 7.2 Programme de calcul informatique 7.2.1 premire tape . 7.2.2 deuxime tape.. 7.3 Mthodologie de simulation.. 7.4 Mthode mathmatique de calcul 7.4.1 Test de condensation superficielle 7.4.2 Test de condensation dans la masse (mthode de Glaser) 7.5 Paramtres de calcul 7.6 Interprtation des rsultats de simulation 7.6.1 Tests de condensations effectus sur le mur nord (aprs modification ou amlioration).. 7.6.2 Tests de condensations effectus sur le mur ouest (aprs correction) 7.7 Diminution du taux hygromtrique de lair ..

167 174 177 178 178 178 178 179 179 179 180 180 180 183 185 186 193 193 194 195 196 196 204 211 221 222 222 223 224 224

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7.7.1 renouvellement de lair humide et vici. 7.7.2 dimensionnement de la chemine de ventilation tirage thermique 7.8 Conclusion. Chapitre 8. Conclusion gnrale 8.1 Introduction.. 8.2 tendue de ltude ... 8.3 Conclusion et aboutissement aux objectifs.. 8.4 Recommandations 8.5 Suggestions pour des recherches futures Rfrences. Annexes : - annexes (I). - annexes (II). - annexes (III). - annexes (IV).

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Liste des figuresChapitre 2 Fig. 2.1 : Classification des climats selon Kppen. Fig. 2.2 : vaporation moyenne annuelle (en cm) par latitude. Fig. 2.3 : Subdivision de l'atmosphre Fig. 2.4 : Capacit hygromtrique de lair ( 1015 pa ).. Fig. 2.5 : Mouvement verticaux et horizontaux.. Fig. 2.6 : le cycle de leau Fig. 2.7 : Les rayonnements solaires .. Fig. 2.8 : carte gographique de lAlgrie.. Fig. 2.9 : position gographique de Constantine Fig. 2.10 : tempratures moyennes mensuelles.. Fig. 2.11 : Humidit relatives moyennes mensuelles Fig. 2.12 : prcipitations moyennes mensuelles Fig. 2.13 : Variation des tempratures, humidits relatives et prcipitations Fig. 2.14 : vents moyens mensuels Fig. 2.15 : dperdition de lorganisme humain Fig. 2.16 : zone de confort en fonction des tempratures sches. Fig. 2.17 : Diagramme dOlgyay Fig. 2.18 : Diagramme bioclimatique de B. Givoni. Fig. 2.19 : Diagramme bioclimatique de S. Szokolay.. Fig. 2.20 : Diagramme bioclimatique de B. Givoni, applique la ville de Constantine Fig. 2.21 : Diagramme bioclimatique de S. Szokolay applique la ville de Constantine Chapitre 3 Fig. 3.1 : Diagramme de Mollier.. Fig. 3-2 : Les diffrents types dhumidit Fig. 3.3 : Remonte capillaire dans une maison vernaculaire Suika.. Fig.3.4 : Les diffrentes causes dhumidit Fig.3.5 : Infiltration directe par le toit Fig.3.6 : Infiltration directe par le mur extrieur dans une Maison vernaculaire Suika. Fig.3.7: La condensation superficielle.. Fig.3.8 : Effet de la vapeur de cuisine.. Fig.3.9 : La condensation interne. Fig.3.10 : dbordement dvier.. Fig.3.11 : Toiture trs dgrade. Fig.3.12 : rosion. Fig. 3.13 : Moisissures sur les murs Fig.3.14 : clatement du mortier aprs gonflement Fig.3.15 : Mouillures. Fig.3.16 : Remonte capillaire Fig.3.17 : Mouillures variables isole Fig.3.18 : dtrioration de lenduit la limite suprieure de la zone dimbibition.. Fig.3.19 : Passage couvert : rosion due la condensation intermittente dorigine Atmosphrique. Fig.3.20 : caillement de la peinture. 41 42 43 43 43 43 44 44 44 44 44 45 45 45 45 46 46 47 47 47 12 13 13 13 15 17 17 21 22 23 23 24 24 25 28 31 32 34 35 36 38

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Fig.3.21 : Efflorescences. Fig.3.22 : Zone horizontale humide.. Fig.3.23: Moisissures sur diffrentes matires organiques. Fig.3.24 : Diagramme, tablis daprs les types dhumidit, de la distribution de leau dans la section horizontale, de la face intrieure la face extrieure dun mur dont la capillarit est excellente. Fig.3.25 : Schma reprsentant le sens et la direction de la provenance de lhumidit Fig.3.26 : Phnomne de la capillarit.. Fig.3. 27 : Cheminement de lhumidit. Fig. 3.28 : Rapport entre la hauteur daffinit et la hauteur du moellon. Fig. 3.29 : Exprience de Talenti Fig. 3.30 : patio troit.. Fig.3.31 : proportionnalit de lhumidit aux paisseurs Fig.3.32 : Hauteur atteinte par lhumidit dans les murs. Fig.3.33 : La hauteur de lhumidit est fonction de lpaisseur du mur et la ventilation auquel est soumis. Fig.3.34 : immeuble, quartier Suika Fig.3.35 : place, quartier Suika basse. Fig.3.36 : Dtrioration des revtements intrieurs. Fig. 3.37 : Champignons.. Fig. 3.38 : Acariens. Fig.3.39 : Moisissures. Fig.3.40 : Mur en pierre et en brique Fig.3.41 : Mur en pierre calcaire. Fig.3.42 : Rsistance du pin rouge la force de compression en Fonction de son taux dhumidit. Fig.3.43 : Moisissure du bois Fig.3.44 : Diffusion deau en milieu poreux. Fig.3.45 : exprience, principe de la capillarit Fig.3.46 : Poromtrie dun bton Fig.3.47 : Exprience dabsorption deau et hauteur daffinit dans la pierre naturelle Fig.3.48 : Comportement diffrent dans le schage des matriaux Fig.3.49 : Diagramme de schage des matriaux Fig.3.50 : Diffrence de taux dhumidit entre le matriau et son mortier de liaisonnement dans un mur humide. Fig. 3.51 : Paroi trs humide : 17%.......................................................................................... Fig. 3.52 : Paroi moins humide : 4,5 %.................................................................................... Chapitre 4 Fig. 4.1a : Le vitrage isolant type TPS.. Fig. 4-1b : Comparaison entre le vitrage traditionnel et le type TPS, dans les mmes conditions de tempratures ...... Fig. 4-2 : condensation dans les btiments en bton arm, Pont thermique au niveau de la colonne dangle.... Fig. 4-3 : Condensation dans la masse .... Fig. 4-4 : Isolation par lextrieur. Ventilation de la lame dair ... Fig. 4-5 : Rsistance thermique de la lame dair. Double mur renforc, comprenant une feuille daluminium.....

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Fig. 4-6 : Protection dun plancher sur terre-plein contre lhumidit ascensionnelle et de condensation Fig. 4-7 : Condensation provoque Fig. 4-8 Les btisses situes sur les sommets des collines attaques par lhumidit sexplique seulement par le phnomne de la condensation tellurique. . Fig. 4-9 : Basilique Saint-Pierre Rome. Un exemple de lhumidit tellurique par excellence ... Fig. 4-10 : diffrentes mthodes pour entraver les remonts capillaires. Les deux premiers arrtent la monte de lhumidit les deux derniers empchent la pntration latrale..... Fig. 4-11 : trois types de travaux pour empcher lhumidit de sortir de la paroi sous forme de vapeur..... Fig. 4-12 : Rduction de la section absorbant Fig. 4-13 : exprience sur le comportement des briques ordinaires section absorbante Rduite .. Fig. 4-14 : mthode applique par koch pour sauver les fresques St-Louis-desFranais... Fig. 4-15 : changement de la maonnerie la base dun mur.. Fig. 4-16 : introduction dune couche horizontale anticapillaire ... Fig. 4-17 : sciage dun mur par tape.. Fig. 4-18 : introduction dune rsine la base dun mur pais. Fig. 4-19 : saigne ralise au moyen dun carottier... Fig. 4-20 : introduction dune plaque inoxydable dans un mur laide dun marteau pneumatique .... Fig. 4-21 : forage de trous dans la maonnerie. injection de produits impermabilisants. Fig. 4-22a : percements de trous obliques . Fig. 4-22b : percements de trous horizontaux.... Fig. 4-23 : injection de produits .... Fig. 4-24 : travaux dimpermabilisation ...... Fig. 4-25 : injection de produits.... Fig. 4-26 : tranche ouverte et tranche ferme ..................................................................................... Fig. 4-27 : tranche ouverte autour dune btisse.. Fig. 4-28 : pntration latrale deau superficielle ..... Fig. 4-29 : la tranche peut intercepter leau perdue.. Fig. 4-30 : la tranche narrte pas les remontes capillaires Fig. 4-31 : la partie ensoleille de la trache, relie la partie ombre permet dactiver le tirage thermique... Fig. 4-32 : les deux types de radiers traditionnels : Protgent contre les remonts capillaires et non contre les condensations.... Fig. 4-33 : planchers efficaces contre les remonts capillaires et les condensations.... Fig. 4-34 : remde par la mthode des trois maonneries, premire combinaison.. Fig. 4-35 : remde par la mthode des trois maonneries, deuxime combinaison. Fig. 4-36 : remde par la mthode sec ..... Fig. 4-37a : application errone dun traitement Impermable horizontal Fig. 4-37b : application errone dun traitement Impermable vertical ... Fig. 4-38 : trois types de contre-murs corrects.. Fig. 4-39 : contre-mur traditionnel, construit par les Romains. Fig. 4-40 : exemple de remde efficace appliqu la Farnesina de Rome.....

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100 100 101 101 102 102 102 102 103 103 104 104 105 105 105 105 105 106 106 106 106 107 107 108 108 109 109 110 111 111 112 112 113

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Fig.4.41 : rparation dune fentre non tanche leau ...... Fig. 4-42 : infiltration deau pluviale dans la maonnerie Ne dpasse pas 5 6 cm.. Fig. 4-43 : asschement du mur aprs vaporation de la pluie Fig. 4-44 : La lame de plomb introduite dans le vide dair na apport aucun effet la condensation a persist... Fig. 4-45 : diagramme du taux dhumidit prouve que lorigine de lhumidit se trouve sur la paroi intrieure Fig. 4-46 : phnomne de llectro-osmose... Fig. 4-47 : lectro-osmose active par interposition dune source de courant entre la maonnerie et le terrain Fig. 4-48 : schma dune installation dlectro-osmose phorse.. Fig. 4-49 : deux types de siphons atmosphriques.. Fig. 4-50 : le principe sur lequel est bas le fonctionnement des siphons..... Fig. 4-51 : le principe de fonctionnement des siphons.. . Fig. 4-52 : enduit absorbant appliqu sur un pare-vapeur, Remde efficace contre la Condensation.. Chapitre 5 Fig. 5-1 : Vitesse du vent.. Fig. 5-2 : Variation de la vitesse du vent en fonction de la rugosit du site Fig. 5-3 : Densit lev dun tissu ancien /Accidents arodynamiques au niveau bas de la tour.. Fig. 5-4 : Comportement du vent autour des constructions. Fig. 5-5 : Effet des obstacles bas ( 4

Tab. 3.8 : Classification des maonneries selon leur degr de salubrit, calcul daprs leur rsistance thermique.

Linconvnient du bton arm malgr les progrs grandioses accomplis par sa technique, nont pas t suivis de progrs analogues dans le domaine de lhygine1. En effet, les ouvrages de maonnerie destins parachever larmature sont loin dassurer le minimum requis de protection thermique. Les lments les plus exposs la condensation dans les constructions en B.A sont : 1

les colonnes de bton, surtout les colonnes dangles ; les parois minces (excessivement) des cours intrieures et des structures en saillie ; les couvertures ; les parois en bton arm adosses au terrain ;

Hernot.D et Porcher.G, thermique applique aux btiment, les ditions parisiennes CFP, Paris,1984.pp95- 117.

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les caissons de stores ; les appuis des fentres ; les semelles de bton hautes et minces ; les parois descaliers, coules en bton par mesure de scurit contre les incendies ; le premier plancher des structures en saillie ; 3.6.3 Schage des matriaux Dans une atmosphre confine o lhumidit relative est de 70 %, Cardirgues1, a tablie le temps ncessaire la dessiccation de matriaux divers, voici, les valeurs de leurs coefficients dont-ils sont proportionnels : Brique......0,28 Pierre calcaire..1,20 Bton de ciment (250 kg)....1,60 Bton bims.......1,40Bton cellulaire.......1,20 Mortier de ciment2,50 Mortier de chaux.0, 25 Lige...0,14

Si lon veut savoir, sommairement et titre indicatif, le nombre de jours ncessaire au schage dun matriau : on multiplie le coefficient correspondant par le carr de lpaisseur du mur exprim en centimtre. Ainsi, un mur en pierre de 80 cm dpaisseur, pour quil soit parfaitement sec, il faut compter : 1,2 x 802 = 7680 jours ; soit : 256 mois ou 21 ans. Un mur en brique de 30 cm : 0,28 x 302 = 205,2 jours, soit : 7mois. Do lon constate que, la diffrence du temps de schage est trs importante entre les matriaux, ceci, est d essentiellement leur structure interne, et par consquent leur capacit de conductibilit capillaire. En gnral, on peut subdiviser les matriaux en deux catgories : ceux qui possdent une bonne conductibilit capillaire comme la brique, lige, le mortier de chaux (schent rapidement) - ceux, caractriss par une mauvaise conductibilit capillaire, (schent en surface mais reste imbib deau dans la masse pendant plusieurs annes), comme la pierre calcaire, le bton de cimentetc. Les schmas suivants (fig.3.48), nous montrent, le comportement diffrent de deux catgories de matriaux : -

Bonne capillarit

Mauvaise Capillarit

Fig. 3. 48 : Comportement diffrent dans le schage des matriaux. Source : Grunau. E.B,1970.

1

Cardirgues R, isolation et protection des btiments, Eyrolles, Paris, 1954.

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On remarque donc que, les matriaux en quatrime phase, prsentent des quantits deau trs diffrentes : Le mur en brique est en dernire phase de schage, son taux dhumidit est illustr par une ligne horizontale et uniforme, donc, il est entirement sec, alors que, le mur en pierre, seule sa surface est sec. Dans les locaux construits par le second type de murs, il apparat trs tt, des taches et des moisissures abondantes dues la condensation, phnomne qui retardera davantage lasschement dfinitif. Les murs intrieurs grande inertie, rcemment construits, schent beaucoup moins vite que les murs extrieurs, cause de linsuffisance daration. cet effet, les hyginistes doivent en tenir compte lors des expertises. Dans la pratique et afin que le schage arrive terme, il faut : favoriser la ventilation ne pas utiliser lanhydride carbonique pour acclrer la prise du mortier (inefficace) ; sattarder pour plusieurs mois avant de poser lenduit sur les parois ; le recours lutilisation du chauffage artificiel accentue le phnomne tels que les boursouflures, les taches et les dcollements affectant les peintures, les vernis ou les plastiques appliqu avant que lasschement des murs ne soit parfait. Ces inconvnients sont dus la prsence de petites efflorescence invisible qui se forment sous la peinture ou lenduit dcoratif (pousss aux quelles le mur continu expulser aussi longtemps quil contient de leau pour les vhiculer).

3.6.4 vaporation des matriaux humides Lhumidit de remonte capillaire qui envahit un btiment fini par se stabiliser une certaine hauteur, sous leffet de la ventilation, lensoleillement ou autre phnomne ; on dit alors quil se ralise un certain quilibre interne entre la quantit deau provenant du sous-sol et celle qui svapore des parois exposes lair. Malheureusement, ce jour on ne connat pas les coefficients rels dvaporation superficielle des diffrents matriaux de constructions pour dterminer laration suffisante afin dabaisser le taux dhumidit et rtablir ainsi ltat de salubrit des locaux. ce propos, tous les calculs sont imprcis parce quon ne pourrait pas tenir compte de lextrme variabilit des conditions climatiques extrieures. Nanmoins des expriences pratiques ont t effectues sur des chantillons de la dimension dune brique, dans le but de dterminer la quantit approximative de lvaporation totale. La mthode est simple, il suffit de dposer le rcipient qui contient lchantillon sur une balance, et mesurer ensuite la perte de poids provoque par lvaporation superficielle du matriau, qui continue absorber de leau par la base1. Sachant que ces expriences sont passs sous les conditions climatiques suivantes : - Tempratures : de 13 26 C - Humidit : de 63 85C - Vitesse de lair : 2 m/s ; 0 m/s ; confin - Dure : plusieurs mois Les rsultats sont enregistrs sur le tableau (3.9) :1

Massari Gi, Btiments humides et insalubres, pratique de leurs assainissements, ditions Eyrolles, Paris, 1971.

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Perte de poids d lvaporation en (g/dm2/h) Matriau Quand lair est confin Quand lair est en mouvement (2 m/s) 3,25 5,85 4,80 3,20 1,25 Quand lair est immobile, et en cas dinsolation 1,75 2,72 1,90 2,85 2,1

Brique romaine jaune Brique romaine rouge Tuf volcanique tendre, jaune Mortier de chaux et de pouzzolane ciment et de Mortier de sable

1 1,15 0,75 0,90 0,37

Tab.3.9 : perte de poids provoque par lvaporation superficielle des matriaux. Source : Massari, 1971.

La lecture du tableau prcdent permet de rvler que lvaporation totale augmente de 2 3 fois sous laction du soleil alors quelle est de 3 5 fois sous laction du vent. Dans les conditions dun air confin, la diffrence du taux dvaporation est presque ngligeable entre les quatre premiers matriaux saturs (les diffrentes briques, le tuf et le mortier de chaux). On remarque aussi que les valeurs trouves sont beaucoup plus suprieures ceux quon devrait trouver rellement dans un btiment existant. Par exemple le pouvoir dvaporation dune brique romaine jaune est de 1 g/dm2 / h, soit 100g/m2 /h, cependant, dans la pratique, les taux moyens dvaporation de murs ou de planchers ordinaires humides varient entre 4 et 10g /m2 /h. lexpertise de Massari, effectue au dpt provisoire de livres de lInstitut darchologie de la Lungara a montr que le pavement, produit en moyenne, une vaporation de 1g/m2 /h environ dans des condition moyennes et normales dhumidit de lair. Lasschement des matriaux reste un domaine non encore explor fond, parmi les chercheurs qui sy intress, on peut citer : Krll, Krischer et Grling1, leurs travaux ont contribuer rsoudre le problme de lassainissement des constructions, voici, brivement les conclusions de leurs recherches : Lasschement dun matriau humide soumis une forte vaporation se prsente sous deux phases : une premire phase dvaporation quasi constante ; une deuxime phase o lvaporation est en chute libre. La premire est accompagne dune diminution progressive de la masse deau qui imbibe le matriau, la seconde dbute un certain point appel point dinflexion au moment o le taux dhumidit devient infrieur un certain niveau (fig.3.49a); pendant cette priode, la dessiccation saccomplit avec une grande rapidit.

1

Krischer O et Grling P, exprience de dessiccation des matriaux poreux et leur explication, V.D.I, Zeitscrift, 1939.

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a) les deux phases dvaporation pour lasschement. b) comparaison de la deuxime phase des diffrents matriaux Fig. 3. 49 : diagramme de schage des matriaux. Source : Massari, 1971

La lecture du diagramme, nous permet de constater que, la premire phase est presque horizontale et que lvaporation tourne autour de 2,9 g, alors que le taux dhumidit intrieure ne cesse de diminuer. Cette nette distinction entre la premire phase et la deuxime phase peut sexpliquer ainsi : phase I : lvaporation dpend du taux de saturation de lair uniquement, ce phnomne est similaire celui dun tang dont la vitesse dvaporation dpend seulement de la capacit dabsorption de lair. Phase II : au cours de cette phase, la zone du matriau non encore sature, continue tre aliment par lhumidit issue de masse du matriau lui-mme, de faon trs lente, parce que la quantit a dj trop diminu lors de la premire phase ; cest alors quinterviennent les proprits de conductibilit capillaire de chaque matriau, facteur principal et dterminant de la vitesse dvaporation. Par consquent, on peut se permettre de dire que, leffet ngatif de lvaporation sur le comportement du mur ou sur le confort des usagers, est beaucoup plus prononc pendant la premire phase cause du taux lev et constant de lvaporation superficielle. En revanche, lors de la deuxime phase, lvaporation diminue trs rapidement. La figure (3.49b), montre les conclusions du travail consacr la deuxime phase (schage), tabli par Krischer et Grling. On constate que la courbe est dautant plus verticale que le matriau est plus homogne. Les plus verticales sont les billes de verre et le sable. Il semble quon peut affirmer que, les matriaux dots dune structure grains fin et homogne, leur premire phase sera plus longue par rapport aux matriaux htrogne et incohrent. Tandis que, leur deuxime phase est beaucoup plus courte et brusque. En dautres terme, un mur en brique de premire qualit et rejointoy avec un mortier tamis, continue dgager une norme quantit de vapeur deau, mme si celle-ci diminue progressivement, jusqu arriver un taux minimum (6 8%), ce moment dbutera la deuxime phase, pendant laquelle lvaporation diminuera trs rapidement et on arrivera lasschement du matriau en un laps de temps trs court.

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Cependant, dans un matriau htrogne comme le tuf, rejointoy avec un mortier pais et non tamis, la premire phase dvaporation est brve et constante. Lvaporation de la seconde est lente et dbutera lorsque le taux est encore trs lev de lordre de 15 20 %. De ce qui prcde, et en ce qui concerne lhumidit des murs et ses dommages, il en ressort, que les murs en brique sont donc beaucoup plus insalubres que les murs en pierres en gnral, ceci est d essentiellement lvaporation abondante de leau renferme dans la masse du matriau mme si son taux est faible ; alors que dans les pierres lgres, lhumidit est garde dans la masse du matriau. Les expriences accomplies par Building research Board (1929) ont confirm le fait, que les matriaux htrogne, dont la surface est sature, produisent une vaporation totale identique. Ce rsultat, est trs intressant et trs utile surtout lors de ltablissement dun diagnostic. Il est impratif que ce dernier doit prciser la position de ltat de la phase dvaporation, car sil sagit de la premire, qui est la plus dangereuse dailleurs, lintervenant saura de quelle solution adaptera t-il ? Prenons lexemple, de la brique (matriau couramment utilis), caractris par un point de flexion, de lordre de 8%, si lintervenant rduit ce taux, seulement 15%, lvaporation superficielle, resterait peu prs la mme, do lutilit et lobligation dabaisser le taux jusqu 8%, pour constater rellement, la diminution de lvaporation et puis arriver son limination cest dire la dessiccation. Daprs, les expriences de plusieurs chercheurs, dont Krischer et Grling, le passage de la phase I la phase II, ncessite que le taux pondral ne dpassera pas certains seuils, en voici, quelques exemples : Brique lgre ordinaire 5% Pierres Tuf - ..14% Pltre.. 9,5 % En dautres termes, sous leffet du vent et de la chaleur, lvaporation superficielle, ne commencera pas, si le taux dhumidit de chacun de ces matriaux, ne descendra pas en dessous des valeurs indiques ci-dessus. Ces valeurs, indiquent seulement, le taux dhumidit dun seul matriau et non un ensemble. Par consquent, un assainissement efficace des maonneries humides, ncessite obligatoirement la connaissance du point de flexion de chaque type de mur, recouvert denduits intrieur et extrieur, qui marque le seuil, partir duquel le travail dshumidification peut tre entrepris. 3.6.5 Seuil dinsalubrit de lhumidit de lair Autrefois, dans les annes soixante, lorsque la temprature effective, c'est--dire : la temprature que notre corps ressent vraiment et non celle que marque le thermomtre, on fixait le taux de lhumidit hyginiquement tolrable 70 % approximativement. Mais, depuis quelques annes dj, on critiquait ce seuil, qui semble tre en inadquation avec toutes les conditions de temprature et de chauffage. Daprs G. Massari (dj cit), le seuil de lhumidit peut tre fix, aprs avoir procder une comparaison entre deux volumes dair confins de deux locaux, dont lun est suspect humide et lautre considr sec, appel local-tmoin . Le local tmoin peut tre choisi parmi les tages suprieurs car, gnralement, sont exempt dhumidit par rapport ceux du rez-de-chausse.

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Dans le local considr humide, temprature gale, lhumidit relative de lair quil contient dpasse dau moins cinq points celle du local-tmoin . ce sujet, on peut se permettre de conclure que lexamen de lair nest jamais suffisant pour mettre un verdict sur lhabitabilit dun local, il faut en outre, vrifier si, la maonnerie aussi est humide ou quelle est sujette des dficience en matire de protection thermique contre le refroidissement. 3.6.6 Taux maximum tolrable des murs Les hyginistes estiment quun mur doit tre sec afin dviter le problme de lvaporation et au mme temps assurer une bonne rsistance thermique. La distribution de lhumidit dans un mur nest jamais uniforme (fig.3.50), confirm par des prlvements, faites par des chercheurs italiens, qui ont constat ce qui suit : 1. dans les murs humidit leve (25%), le matriau et le mortier de liaisonnement ont un taux dhumidit identique ; 2. dans les murs moyennement humides, ces taux sont lgrement diffrents. 3. dans les murs sans enduits, peu humides et soumis une forte ventilation, la brique apparat presque sche, alors que le mortier contient encore une bonne quantit dhumidit. Quant le mortier de liaisonnement est base de sable et de chaux, la diffrence de comportement entre maonnerie en brique et le mortier est insignifiante, moins quil sagisse dune brique de parement poids spcifique lev.

Fig.3.50 : Diffrence de taux dhumidit entre le matriau et son mortier de liaisonnement dans un mur humide Source : Grunau, 1970

Par consquent, la capacit dabsorption dun mur est celle de la maonnerie avec laquelle est construit et non celle du mortier de liaisonnement. Ainsi, les experts en la matire recommandent, que lchantillon, objet danalyse, doit contenir une plus grande partie de la maonnerie.

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Tursini (1891), Naples (Italie), a remarqu que les murs en tuf jaune de btiments anciens contenaient 7 8 %, sans quil y ait des traces dhumidit ni aucun dommages ; de mme pausilippe, le tuf blanc en contient 6,2%, et le tuf volcanique rougetre 5,98%. Quant cammerer1, il a procd des analyses des matriaux aprs schage, il a obtenu les rsultats suivants relatives lhumidit rsiduelle par rapport au volume :Brique..de 0,1 0,7 % ; Grs.de 5 7 % ; Brique de scorie.environ 4 % ; Ciment spongieux..de 3 6 % .

Cette humidit rsiduelle que contient les matriaux naturelles qui constituent les murs, ne prsentent aucun danger, soit : puisquelle est prisonnire, soit : parce quelle svapore avec une lenteur extrme, seulement son inconvnient est de diminuer la rsistance thermique du matriau2 . Les recherches effectues par Massari, dans divers villes en Italie, sur les maonneries des locaux humides ou secs, de btiments nouveaux ou sculaires, affirment que les murs les plus sain mme sils sont bien exposs au soleil et au vent, contiennent encore de 0,5 2 % dhumidit sils sont en briques et environ 3% sils sont en tuf et peuvent slever sans danger pour lhygine des habitants, respectivement jusqu 3 et 7%. Il a t constat aussi que, dans les constructions datant dune dizaine dannes, maintiennent un taux lev dhumidit (6 9 %) et ce mme aux tages suprieurs, qui sont pourtant bien ars. En conclusion et au vue des hyginistes, un mur en maonnerie est considr comme sain, lorsque son taux dhumidit maximale en fonction de son poids spcifique est estim : 3 %, dans les briques ordinaires 6 7 %, dans les tufs, grs, ou toute autre pierre lgre trs absorbante, ayant un poids spcifique infrieur 1,9. 3.7 Jugement dhabitabilit a) Impacte dune paroi humide sur lair ambiant intrieur Linsalubrit dun local peut provenir de trois facteurs physiques : Diffusion de la vapeur deau, de la paroi lair intrieur ; Refroidissement de la paroi sous laction de lvaporation superficielle; Chute de la rsistance thermique des murs extrieurs, imbibs deau. On peut trouver ces trois critres runis, et au plus haut degr dans les murs en briques et de mortier de sable, qui sont trs dangereux du point de vue de la salubrit. Par contre dans la maonnerie en pierre, les deux premiers facteurs sont beaucoup moins prononcs, alors que le troisime, c'est--dire : la perte de chaleur travers la paroi, reste considrable. Lvaporation superficielle des maisons malsaines, affecte immdiatement les habitants, surtout durant lhiver, parmi ses effets : les maladies pulmonaires et rhumatismales. Kettenacker, a procd des expriences trs intressantes, relatives au passage de leau par vaporation, du mur lair renferm du local. Son objectif, tait darriver savoir quelle distance, se fait sentir laction dvaporation superficielle. Les rsultats de ces expriences sont1

Cammerer I-S. Capacit dvaporation des diffrents enduits, lhumidit des murs dans les immeubles dhabitation, les tables et les entrepts frigorifiques, Gesundheits-Ingenieur, p.31, 1944. 2 [Enligne] http//www.irc.com. 2005.

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illustrs sur les deux graphes suivants (fig.3.51 & 3.52). Elles sont effectues sur des chantillons dhumidit pondrale diffrentes, respectivement, 17 % (trs humide) et 4,5 (humide). La lecture des donnes des deux graphes (fig3.51 et 3.52), nous indique deux points trs essentiels : Lair renferm se sature dans la couche immdiatement en contact avec le mur, quelle que soit la quantit deau quil contient ; Linfluence nfaste directe de la paroi sur lair cesse une distance de 6 8 centimtres.

La premire leon surprenante quon peut tirer, premire vue, cest que : tous les murs en maonnerie humides, sont dangereux du point de vue hyginique, et ce, quelque soit leur nature ou leur taux dhumidit, parce que dans les conditions dair confin, lvaporation superficielle engendre la saturation de la couche dair en contact avec leurs surfaces intrieures.

Fig. 3.51 : Paroi trs humide : 17%.

Fig. 3.52 : Paroi moins humide : 4,5 %. Source : www.irc.com irc, 2004

Cette situation provoque en gnral, en absence de ventilation, lapparition de moisissures dans les locaux, considrs comme secs, c'est--dire : l o lon ne constate pas des traces dhumidit. Il serait vident, de trouver des objets en matire organique (livres, valises, derrire un tableau ou lintrieur des armoires), recouverts de moisissures sils sont rangs une distance infrieure 8 cm des murs. Donc, si le local nest pas ar, la moindre humidit contenue dans le mur produira, au bout dun certain temps, des effets aussi nfaste quune quantit dhumidit considrable. cet effet, et pour assainir un local, on doit veiller ce que la ventilation doit affleurer continuellement la surface dvaporation et quil ny ait pas de stagnation dans les angles mort. b) Ancienne formulation de Scala. Bien que cette formulation aujourdhui, est dpasse, ses recommandations mritent dtre cites en raison du haut sens des responsabilit dont elle tmoignent : on peut considrer quun local habiter ou habit est humide lorsque lhumidit relative de lair intrieur est suprieure 70% ou constamment suprieure lhumidit relative de lair extrieur en contact avec le local, pour autant que la diffrence de temprature ne soit pas trs grande, ou bien lorsque lhumidit des murs est suprieure 3%. Les chercheurs sont, en effet, trs loin dtre unanime en cette matire.

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Son inconvnient est davoir, ignorer le phnomne de lhumidit de condensation, d essentiellement la dficience de la protection thermique cause de linsuffisance de lpaisseur des maonneries sches. On rencontre frquemment ce problme, dans les constructions en bton arm, pendant lhiver, dans les pays froids comme lAmrique et lEurope, et ce mme dans les maisons modernes bien chauff, tant riche que pauvre. c) Nouvelle formulation de Massari et Talenti Cette nouvelle formulation du critre dhabitabilit consiste vrifier les trois points suivants : le type et lintensit des manifestations extrieures dhumidit : taches, moisissures, rosions, efflorescences, dtriorations de meubles et de marchandises ; lair : en observant si lhumidit relative de lair confin depuis six heures dans un local hermtiquement ferm dpasse ou non de cinq points au moins lhumidit relative de lair du local-tmoin ; le mur : en vrifiant, dune part, si le taux dhumidit des chantillons dpasse ou non la limite tolr par lhygine, dans le cas du matriau employ dans le mur, et, dautre part, dans lventualit dun mur sec, si sa protection thermique est suffisante. Si, la paroi contient une proportion deau suprieure la limite admise, dans ce cas, le local est inhabitable, par exemple : elle dpasse 3% dans les murs en brique ou 6% dans les tufs. Si, la paroi est sche, mais quelques signes sont apparents tel que : moisissures, rosions, efflorescences, dtriorations diverses, dans ce cas le local est habitable, condition quil nexiste pas de dfaut de constructions rduisant la protection thermique. Si, le mur est sec et prsente des signes courants dhumidit ; en outre, en raison dun dfaut de constructions rduisant la protection thermique par rapport au climat de lendroit : dans ce cas, le local est inhabitable. Rappelons que, la valeur R de la rsistance thermique totale, se calcule par m2 dans tous les murs du local selon la formule : R=1/k [m2.h.C/cal] . (1) Avec, K: coefficient de dperdition thermique en cal/ m2.h. C Dans le cas de Constantine, o la temprature en janvier peut tre infrieure 4C, il suffit que R dun seul mur, soit infrieure 1 pour que la protection doive tre dclare insuffisante. Cette valeur descend 0,8 lorsque la temprature est suprieure 4C. Les spcialistes admettent, titre exceptionnel, un cart de 10% de la valeur de R , dans les endroits ensoleills et protg du vent, c'est--dire : sont considrs comme suffisants, les rsistances atteignant respectivement 0,9 et 0,72 [m2.h.C/cal] Ainsi, la dficience de la protection thermique, explique parfois, pourquoi lhumidit apparaisse t-elle au printemps et lt ; phnomne, souvent mal compris, du fait que les murs prsentent les symptmes dhumidit, alors que leurs taux ne dpassent pas, lanalyse, les limites maximales admises. Dans ce cas lhumidit ne parvient pas des murs, mais plutt de lair qui se refroidit en contact avec les parois, cause de linsuffisance de la protection thermique de cellesci. Cette dficience a probablement pour cause : paisseurs des murs insuffisantes ; Poids spcifique des matriaux lev ; Infiltration deau dans les matriaux ; Vtust des immeubles, engendre les dperditions.

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Et a pour consquence, la condensation et souvent la saturation de lair, source dodeurs dsagrables (moiteurs). Tizzano 1 a dit : dans un local parois froides, la temprature de lair peut tre un critre de confort absolument faux. En effet, le confort est un tat de sensation subjective, du chaud et du froid, il dpend de plusieurs facteurs : Temprature de lair ; Humidit relative ; Vitesse de lair ; Temprature surfacique des murs qui entour lindividu, si elle est diffrente de la temprature de lair. Lhomme peut sentir physiquement, pidermiquement le froid des murs, mme dans une atmosphre douce. Limportance dun tel facteur de froid, pour dterminer la temprature rsultante prouve par nous, est vidente, si lon considre la manire dont se rpartit la chaleur mise par le corps humain. Dans une ambiance moyenne :HR=50% et T= 17,5C , les 2700 calories, un adulte lgrement vtu dgage : 30 % par conduction (en fonction de la temprature et de HR) ; 21 % par vaporation (en fonction de HR et de la vitesse de la ventilation) ; 43 % par radiation (phnomne dpendant uniquement de lcart de temprature existant entre la peau et les surfaces environnantes : plancher, parois et plafond) ; Cet change thermique entre le corps humain et son environnement, rvle lnorme influence des parois sur la sensation de confort ou dinconfort des individus. On peut conclure que, le jugement dhabitabilit doit tre fond sur lexamen des maonneries, lexamen de lair na quune importance tout fait secondaire.

1

Tizzano A, Su alcune esigenze igieniche delle abitazioni, Documenti di architecttura e industria edilizia, n6,Rome, 1951.

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3.8 Conclusion Dans ce chapitre, nous avons essay de montrer comment lhumidit peut avoir des effets ngatives sur le confort de lindividu lintrieur de sa maison, et quel point elle peut affecter sa sant, et puis les dommages quelle peut causer la construction. Ce faisant, nous avons d nous rendre compte que lhumidit, quelque soit son origine a des effets sur : la rsistance thermique des murs engendrant ainsi le refroidissement de toute la pice. les variations dimensionnelle des matriaux qui se manifestent par : retrait, gonflement et dilatation causant ainsi des fissures. la rsistance mcanique des matriaux, tel : le fluage, clatement des revtements, action du gel, etc. les interactions physico-chimiques des matriaux poreux comme la corrosion (acier), sels minraux (terre cuite), hydrolyse le dveloppement biologique, tels que : moisissures, champignons, micro-organismes. linsalubrit des locaux, lesthtique des parois et mme les dfauts de fonctionnement des quipements surtout les installations utilisant lnergie lectrique. les maladies : allergies, rhumatisme, cancers. Ces effets auront donc un impact sur lconomie : dune part, des dpenses dnergie supplmentaires en chauffage pour compenser les dperditions thermiques travers les parois et les isolants affects par lhumidit, dautre parts, les dommages et la pathologie qui engendrent des cots pour la rparation des ouvrages et les charges des missions dexpertises. Par consquent, La pathologie et les dsordres lis lhumidit sont important en nombre dintervention et en cot, elle justifie ainsi lintrt quil y a lieu daccorder aux recherches dans ce domaine. La lutte contre lhumidit est lun des principaux soucis des architectes, nous envisageons donc, de traiter certains cas, dans le chapitre suivant : rhabilitation o nous prsenterons quelques remdes efficaces contre toutes les formes de lhumidit.

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Chapitre 3 : Humidit 3.1 Introduction Ds les annes septante, la priorit a t consacre lconomie dnergie. En effet, les tudes lpoque ont sensibilis le monde du btiment, avec lamlioration de ltanchit de lenveloppe des immeubles, alors que les constructions traditionnelles taient trs permables lair, a eu pour effet dempcher les changes naturels dair, ce qui a rapidement entran une augmentation du taux de lhumidit de lair ambiant. Si le progrs des sciences et des techniques de la construction permet damliorer le confort des occupants, il faut bien admettre que le gne provoqu par lapparition dhumidit est encore bien existant de nos jours. Leau sous ses diffrentes formes dans les btiments constitue la fois un danger potentiel pour la sant et le confort et une source de dommages rels : esthtiques et matriels. On ne peut sous estimer les effets nuisibles de leau sur les matriaux de construction. Si ces effets nexistaient pas, la construction de btiments durables seraient grandement simplifie ainsi que la tche des architectes. J.K.Latta1, dclare : on a dit que, les recherches en construction, ne seraient pas ncessaires sil ny avait pas leffet de leau sur les matriaux de construction. Lhumidit dans une maison est dtermine par : les paramtres extrieurs : tempratures, humidit, ventilation et lensoleillement. les caractristiques du btiment : prsence de fuites, de ponts thermiques, capillarit des matriaux, etc. le comportement de lhabitant : frquence de laration, tempratures intrieures, production de vapeur deau Le prsent chapitre traite des conditions et des mcanismes lorigine de lhumidit, de la classification des diffrents types et de leurs caractristiques, de linsalubrit des locaux et des exigences dhabitabilit, de ses nuisances et ses effets aussi bien, sur la sant de lhomme que sur le btiment et le confort des habitants en gnral. 3.2 Dfinition Daprs Larousse, lhumidit est ltat de ce qui est humide c'est--dire charg deau ou de vapeur deau. Daprs Encarta (2005), lhumidit est dfinie par : eau, vapeur deau ou liquide (renferms par une matire ou un objet). Il est important de noter que ce quon appelle gnralement lhumidit est en ralit lhumidit relative. Cest une mesure de la quantit de vapeur deau prsente dans lair exprime en pourcentage de la quantit maximum de vapeur deau que lair peut renfermer la mme temprature. Lorsque la temprature change, lhumidit relative change aussi, tant donn que la capacit de lair retenir la vapeur deau augmente avec la temprature. Des courbes psychromtriques sont tablies pour reprsenter ces relations. La figure (3-1) montre le contenu (masse en g/kg dair sec) de vapeur deau de lair au point de saturation pour diverses tempratures.

1

Latta J.K et Beach R.K, Diffusion de la vapeur et condensation, http://www.irc.com, 2006.

40

Lorsquun mlange dair et de vapeur est chauff ou refroidi, le processus qui en rsulte peut tre reprsent par une ligne horizontale sur la courbe. Le dveloppement ABC reprsente lair dune pice 21C et 50% dhumidit relative qui est refroidi au contacte dune paroi froide. Quand il est refroidi 10,3C, le mlange devient satur. Sil est refroidi davantage, de lhumidit sera forme au moyen dune condensation sur la paroi froide.

C

B

A Fig. 3.1: Diagramme de Mollier. Source : www. Domosystem.fr, 2006.

Lhumidit de lair peut sexprimer de plusieurs manires1 : teneur en eau (en volume ou en poids), pression de vapeur, humidit relative et point de rose. La teneur en eau peut sexprimer de plusieurs faons : le rapport de mlange, x, est le rapport de la masse de la vapeur deau la masse dair sec contenu dans un volume dair ; la concentration en eau, g, est le rapport de la masse de vapeur deau la masse totale1

Belakhowsky.S, Chauffage &Climatisation, Technique & Vulgarisation, Paris, 1980, pp94-97

41

dun volume dair, en kg/m3 ; lhumidit absolue, , reprsente la masse deau par unit de volume dair, en kg/m3 ; la pression partielle de vapeur deau, p, sobtient en supposant que la vapeur deau occupe elle seule le volume disposition. cette pression sexprime en pascals [pa]. la pression atmosphrique est gale la somme des pressions partielles de tous les composants de lair (azote, oxygne, vapeur deau, gaz carbonique, argon, etc.) chaque temprature correspond une pression partielle de vapeur deau maximum, appele pression de vapeur saturante. La part deau en excs se condense sous forme de liquide ou de glace, suivant la temprature. La pression de vapeur saturante est donne dans les diagrammes psychromtriques (voir chapitre 6 : investigation, figure.6.73). 3.3 Les diffrents types de lhumidit et leurs caractristiques. 3.3.1 Types dhumidit Les diffrents types dhumidit que lon retrouve dans les constructions anciennes, si lon carte le cas banal de lhumidit accidentelle, provenant dune dfaillance dentretient, peuvent se ramener quatre (fig.3.2) : - Lhumidit ascensionnelle ou de remonte capillaire des eaux souterraines; - Lhumidit de condensation superficielle ; - Lhumidit de condensation dans la masse; - Lhumidit par infiltration latrale de pluie battante. Pluie Battant e

Fig. 3.2 : Les diffrents types dhumidit. Source : auteur, 2005.

a) Lhumidit ascensionnelle (eau provenant du sol) La remont capillaire (fig.3.3), provient de : Des eaux souterraines (nappe phratique) Des fuites de canalisations Des eaux superficielles (ruissellement des eaux de pluie)

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b) Les infiltrations Causs par des prcipitations : pluie, neige(fig. 3.4): leau pntre dans la maonnerie par : infiltration directe de la pluie travers les fissures, microfissures, menuiseries (fig.3.53.6). Par infiltration suite un rejaillissement des pluies (fig. 3.4).

Fig. 3.3 : Remonte capillaire dans une maison vernaculaire Suika. Source : auteur, 2005

Fig.3.4 : Les diffrentes causes dhumidit. Source : http//www.universimmo.com, 2004

Fig.3.5 : Infiltration directe par le toit.

Fig.3.6 : Infiltration directe par le mur extrieur dans D'une maison vernaculaire Suika Source : auteur, 2005

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c) Les eaux de condensation Ils proviennent de1 : La respiration des occupants La production de vapeur en cuisine, salle de bains (fig. 3.8). La restitution de leau des murs sous forme de vapeur (par exemple en sous sol) Ce phnomne se manifeste en particulier lorsquil y a une mauvaise ventilation des locaux : On peut constater les condensations superficielles sur les vitrages et sur toutes les parois froides dans la construction (fig.3.7). Les condensations internes, par contre sont caches : en effet, le phnomne constat sur une vitre dans une salle de bains peut, par temps froid, se produire dans les murs en profondeur (fig.3.9).

Fig.3.7: La condensation superficielle Fig.3.8 : Effet de la vapeur de cuisine Fig.3.9 : La condensation interne Source : auteur, 2005

d) Lhumidit dorigine accidentelle Elle se produit cause de : Toutes les fuites dues un mauvais entretien : toiture (tuiles ou ardoises brises) (fig.3.11), canalisations deau pluviale, eau sanitaire, gouts. Les dbordements de baignoires, viers (fig.3.10), lave-linge.

Fig.3.10 : dbordement dvier

Fig.3.11 : Toiture trs dgrade. Zeleika. Suika. Source : auteur, 2005

1

Couasnet Y : les condensations dans les btiments : guide pratique et lments danalyse. Presse de lcole nationale des ponts et chausses. Paris, 1990.

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Remarque : Avant toute dcision, un diagnostic savre indispensable ; celui-ci permettra de dterminer la ou les origines de lhumidit. Sans diagnostic, on prend le risque dadopter une solution inefficace. 3.3.2. Symptmes et sources dhumidit Les symptmes apparents de lhumidit ne constituent pas les vrais critres pour juger la gravit de linvasion de lhumidit dans une construction. Cependant ils peuvent nous renseigner sur les origines de cette invasion (tab.3.1). De ce fait, il serait utile den tenir compte, dexaminer avec prcision sa localisation et dtudier les dplacements dair afin de savoir si la ventilation est faible ou forte, si toutes les zones sont balayes ou non. En effet lapparition dhumidit et la ventilation du local sont deux phnomnes intimement lis : cest cause des conditions de stagnation ou de renouvellement dair que dpendent soit lexistence, la multiplication ou, soit la disparition des signes extrieurs de lhumidit, tels que les moisissures, les mouillures, les efflorescences et les rosions1 (fig.3.12 13-14-15).

Fig.3.12 : rosion. Source : auteur, 2005 Fig. 3.13 : Moisissures sur les murs. Source : auteur, 2005

Les boursouflures et le dcollement des meubles dpendent moins du haut degr dhumidit des murs que de la stagnation de lair : on peut estimer premire vue, que la carence de ventilation en est la cause. Lanalyse des maonneries confirmera ou infirmera cette opinion.

Fig.3.14 : clatement du mortier aprs gonflement Source : auteur, 2005

Fig.3.15 : Mouillures.

La prsence de taches visibles, fonces et persistantes dune tonalit stable, sur le plancher et sur les murs est la preuve dune humidit des remontes capillaires des sous-sols. Celle-ci peut tre1

Cohas M : ventilation et qualit de lair dans lhabitat, dition parisiennes, paris 1996

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dcel facilement parce quelle obscurcie les murs partir de la base jusqu une certaine hauteur dtermine, qui ne dpassera pas en gnrale trois (03) mtres1, (fig.3.16).

a) Fig.3.16 : Remonte capillaire. Source : auteur, 2005

b)

c)

Par contre, si on constate que les murs et les planchers sont recouvert dun film uniforme et trs lger qui, parfois enlve leur clats aux : marbre, revtements cramique zellige , plinthes vernisses. On peut dire, quil sagit certainement dune humidit de condensation superficielle1 (fig.3.7). Des mouillures isoles2 sur le mur, quon rencontre diffrentes hauteurs, de tons variables, au point de sestomper entirement par temps sec et de rapparatre brusquement pendant les journes de sirocco ou de pluie, trahissent une humidit intermittente de matriaux isols, parfois lie une lgre humidit ascensionnelle ou de condensation (fig.3.17-a ; b ; c-).

a) Fig.3.17 : Mouillures variables isole. Source : auteur, 2005

b)

c)

Laction combine de lhumidit ascensionnelle, les grandes variations de la temprature et dune ventilation nergique provoque une nette dtrioration de lenduit la limite suprieure de la zone dimbibition, il se trouve que celui-ci soit : fortement rod et cribl de trous sur une bande de sa partie suprieure. Cela indique que lenduit est soumis des alternances de

1 2

Collombet R, lhumidit des btiments anciens, ditions du Moniteur, Paris, 1985 Lhumidit mouillure variable ou intermittente est galement une humidit de condensation

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dshydratation et dimbibition (fig.3.18-a ; b; c). De telles rosions se produisent surtout dans les halls, sous pilotis et sur des murs extrieurs1.

a) mur extrieur

b) hall

c) espace : sous pilotis

Fig.3.18 : dtrioration de lenduit la limite suprieure de la zone dimbibition. Source : auteur, 2005

Par contre si lrosion de lenduit est lgre, situe dans le bas des murs quelques centimtres du plancher ou juste au-dessus des plinthes, cela signifie quelle dpend plutt de laction alterne, en hiver, de vents humides et chauds qui provoquent une stillation deau de condensation, et de vents froids et asschants (fig.3.19), de telles cas se produisent dans les passages couverts et les corridors ouverts lair extrieur2.

Fig. 3.19 : Passage couvert : rosion due la condensation intermittente dorigine atmosphrique. Source : auteur

La dcoloration, aussi, et lcaillement des vernis sur les murs sont des signes soit de lhumidit ascensionnelle si les dgts sont importants et situs dans la partie suprieure, soit la condensation sils ne sont que lgers et situs dans la partie infrieure (fig.3.20). Les mmes phnomnes apparaissent dans les constructions rcentes, lorsque lon pose des vernis sur les parois fraches3

Fig.3.20 : caillement de la peinture. Source : auteur, 2005

Massari G : Btiments humides et insalubres, pratique de leurs assainissements, ditions Eyrolles Paris, 1971. . Http//www.travaux.com. 2005. 3 Croiset. M : lhygromtrie dans les btiments : confort thermique dhiver et dt : condensation. EYROLLES, 1968.2

1

47

Lapparition defflorescences est toujours lie la prsence de sels migrateurs amens par capillarit par leau venant du sous-sol (fig.3-21), ou dj prsent dans le matriau de construction avant sa mise en uvre, comme dans les briques isoles couvertes defflorescences. Quand ces derniers apparaissent sous forme de tranes, une certaine hauteur, la limite de la zone humide, elles relvent dune phase dasschement de lhumidit. Elles sont, en effet, plus visibles en t quen hiver.

Fig.3.21 : Efflorescences. Source : auteur ,2005

Fig.3.22 : Zone horizontale humide

Il arrive, dautre part, quune bande horizontale denduit soit humide entre deux zones sches. Ce phnomne est d un dpt de sels, laiss dans un temps pass par un envahissement dhumidit souterraine1. Ces sels absorbent la vapeur deau de lair et conservent humide la mince bande denduit qui les contient (fig.3.22). Enfin, lapparition de moisissures (fig. 3.23) est, en particulier, lindice dune carence absolue de ventilation : certains de ces champignons ont besoin de beaucoup dhumidit, dautres de trs peu, mais tous exigent une parfaite stagnation de lair. On les constate si facilement sur les matires organiques et surtout sur le cuir (sur les reliures des livres, les chaussures, les bagages)2.

a)

b)

c)

Fig. 3.23: Moisissures sur diffrentes matires organiques. Source : auteur, 2005

1 2

Collombet R, lhumidit des btiments anciens, Editions du Moniteur, Paris, 1985 Ministre de lquipement, direction de la construction, Amlioration thermique de lhabitat existant, Eyrolles , Paris, 1977.113-114

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SYMPTMES Taches permanentes sur le plancher Mouillures permanentes sur la paroi, partir du plancher Forte rosion de lenduit, dans la partie centrale ou suprieure de la paroi Film lger recouvrant uniformment lensemble des parois et du plancher Taches isoles de ton variable dun jour lautre rosion lgre de lenduit, dans le bas, juste au-dessus du plancher ou de la plinthe Efflorescences de salptre , apparaissant sous forme de tranes ou de taches Mmes efflorescences sur des briques isoles de parement

TYPE D HUMIDIT Humidit ascensionnelle Humidit ascensionnelle Humidit ascensionnelle accompagne dune bonne ventilation Humidit de condensation Humidit alternante de matriaux isols, Humidit de condensation Humidit de condensation ; plus rarement : Humidit ascensionnelle Humidit ascensionnelle Dans certains cas : humidit dinfiltration latrale de pluie -------

OBSERVATIONS probable

Trs lgre

Moisissures

Tout types dhumidit, mme trs lgre

Champignons domestiques

Tout types dhumidit

Symptmes insuffisants pour dterminer ce type dhumidit condition quil y ait stagnation de lair, carence dinsolation et support de matire organique condition quil y ait absence de ventilation et prsence de cellulose.

Tab. 3.1 : les diffrents types dhumidits et leurs symptmes. Source : Collombet. R, 1985

Remarque : Ces notes nont quune valeur indicative. Elles ne peuvent jamais tre utilises automatiquement. Les moisissures peuvent apparatre mme dans un milieu sec, si leur support de matire organique conserve assez longtemps une certaine quantit deau. Dautre part, il arrive souvent que, dans des locaux ferms, tranquilles, froids non ars, aux parois nues et compltement envahies par lhumidit ascensionnelle, on ne constate aucun dommage apparent, ne ft-ce que cet obscurcissement de lenduit, si frquent sur les murs extrieurs. Il faut toujours vrifier les conclusions que lon pourrait tirer des symptmes apparents, au moyen dinstruments de mesure dterminant le degr hygromtrique de lair, et surtout le taux dhumidit de la maonnerie. 3.3.3 Rpartition de lhumidit dans les ouvrages A cause de la capillarit des maonneries, lhumidit ascensionnelle provoque les taux dhumidits les plus levs, par contre lhumidit de condensation dans la masse enregistre les plus basses. Donc, Les valeurs dhumidit de la maonnerie varient selon les types dhumidit (fig. 3-24). Lhumidit de remonte capillaire diminue au fur et mesure que lon slve au-dessus du sol. Dans la maonnerie des rez-de-chausse, lorsque la situation est grave, on constate des taux

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pondraux excessifs1 de 9 15% dans les plinthes et un taux normal et tolrable de 3%, une hauteur denviron 3m. Lorsque la situation est courante et moins grave, le taux dans les plinthes est de 5 9%. Lhumidit ascensionnelle est uniformment rpartie, le taux dhumidit reste constant et identique dans la mme section horizontale du mur (fig.3.24). Mais il se pourrait quil y est une lgre diffrence, lorsque le locale est habit, et ce du ct intrieur du mur cause dune ventuelle condensation, de lordre de 2 4 %. Cependant, lhumidit de condensation, prsente un taux relativement constant sur toute la hauteur de la paroi intrieure, mais un taux dcroissant de la face interne vers la face externe, dans la section horizontale du mur. Quant lhumidit provenant dune infiltration latrale de pluie battante, ses manifestations sont des plus contradictoires : dans certains cas, seule la paroi extrieure du mur est humide ; dans dautres, contre toute attente, les deux parois extrieure et intrieure sont humides, mais la masse intermdiaire reste sche (fig.3.24). Le diagramme reprsentant les variations saisonnires des taux dhumidit dans la maonnerie (fig.3.24.) nenregistre aucun flchissement dans le cas de lhumidit de remonte capillaire. Par contre, il nen va pas de mme dans le cas de lhumidit de condensation, qui est un phnomne transitoire. En effet, on remarque la disparition de lhumidit aprs la fin de lhiver. Lhumidit par infiltration latrale de pluie battante et lhumidit mouillure intermittente sont plus transitoires encore et peuvent se manifester et disparatre dun jour lautre. 3.3.4 Caractristiques de lhumidit Si lon compare lhumidit ascensionnelle lhumidit de condensation, on trouve que la premire apparat surtout dans les constructions anciennes et seulement aux deux niveaux infrieurs (cave et RDC ou sous-sol et entresol), en revanche lhumidit de condensation, qui se manifeste le plus souvent aux tages suprieurs des constructions en bton arm, cause de la minceur excessive des murs. En gnral, lhumidit de remonte capillaire touche toute laire de limmeuble et tous les difices dune mme zone quand ils datent de la mme poque et quils sont construits avec les mmes matriaux2. Elle imprgne le plus fortement les murs de briques, puis ceux de pierraille lgre ; dun poids spcifique infrieur 1,9. Surtout les murs rejointoys par du mortier de pouzzolane que ceux rejointoys par du mortier de sable ; mais elle ne russit pas envahir les murs en pierre naturelle dures et lourde, telles que le granit, le gneiss, le basalte, le calcaire compact, le marbre, le travertin,etc. Surtout si ces pierres sont mises en uvre sous forme de moellons quarris (tab.3.2).

1 2

Massari G : Btiments humides et insalubres, pratique de leurs assainissements, ditions Eyrolles Paris, 1971 [Enlign http.//www.irc.com, 2005.

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Fig.3.24 : Diagramme, tablis daprs les types dhumidit, de la distribution de leau dans la section horizontale, de la face intrieure la face extrieure dun mur dont la capillarit est excellente. Source : Massari, 1971.

Humidit de remonte I. PREFERENCES Constructions anciennes

Humidit par condensation de lair

Humidit intermittente de matriaux isols

Humidit due la pluie battante

En t dans les soussols.

A tout tage, mais le plus souvent aux tages infrieurs

A tout tage

Exclusivement aux tages infrieurs et dans les soussols. Murs trs pais

Aux tages suprieurs en hiver. Murs priphriques Murs construits avec des matriaux de dmolition ou Une ou deux faades exclusivement

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peu pais.

des matriaux de poids spcifiques trs diffrents Murs en briques dune paisseur infrieure 3 ttes de briques ou de mois de 60cm, en pierre non quarries.

Brique lgre ou tuf Pierres lourdes

II- ASPECT Manifestations Constantes Quelquefois, taches persistantes et obscures stendant du plancher ver le haut rosion ventuelle de lenduit, dans le haut, en bordure de la zone sche Manifestations intermittentes. Pellicule uniforme et lgre sur toute la paroi intrieure Manifestations intermittentes Taches isoles dintensivit variable selon les jours, localises toujours aux mmes endroits. Tache accentues, mais irrgulires ; dans certains cas, lgre pellicule recouvrant toute la paroi intrieure. Manifestations accentues aprs la pluie

rosion lgre de lenduit, dans le bas, prs de la plinthe. .

III- TAUX DHUMIDIT Dcroissant mesure que lon slve au-dessus du plancher Constante dans une section horizontale dans toute lpaisseur du mur Constant sur toute la hauteur de la paroi. Trs diffrent dun point lautre. Trs diffrent dun point lautre

Dcroissant dans lpaisseur, de la paroi intrieure vers lextrieur du mur.

lev dans les zones taches, faisant ailleurs, en gnral

quelquefois lev sur les deux parois intrieures et extrieures, lossature du mur restant sche.

Tab.3.2 : Caractristiques de lhumidit dans les constructions anciennes. Source : Massari, 1971

Il a t constat aussi, que linvasion (humidit ascensionnelle) est dautant plus rapide et profonde lorsque le mur est bien construit. Cet envahissement dpend toujours de la prsence simultane de deux facteurs : quantit de la rserve deau dans le terrain ; capillarit du matriau de construction uni au mortier Il en rsulte que seul la capillarit du mortier ne suffit pas, pour que lhumidit puisse monter dans la masse de la btisse. Il faut que le matriau de construction soit poreux et pourvu dun coefficient daffinit lev, comme le sont les tufs, les calcaires, les grs tendre et les briques ordinaires. Lhumidit ascensionnelle peut tre alimente par : 1) La nappe phratique ; 2) Des nappes superficielles deau perdue. La premire source dalimentation est la plus difficile matriser car il sagit dune mare souterraine que lon ne peut ni lasscher, ni contenir mais facilement identifiable puisque cest un phnomne uniforme et gnral. Quant au second cas, il est ais de lintercepter par des

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moyens adquats et lassainir, elle est gnralement accidentelle, cependant elle est difficilement identifiable parce que cest un phnomne local et limit, chappant lobservation. En effet, les mthodes dintervention sont diffrentes pour les deux cas Les nappes superficielles deau perdue salimentent gnralement, deaux de pluie mal recueillie, des fuites des conduites deau potable ou dgouts, des puits, des rservoirs deau ou encore deau de condensation. Il en rsulte toujours, et quelque soit leur origine, une imprgnation de certaines parties des fondations lorsquelle est profonde, si non les parties de lossature juste audessous du sol si cette eau perdue est superficielle. Il se trouve que frquemment, les cas dhumidit issue de la mauvaise collecte des eaux pluviales des toits et terrasses dversent le long des murs au lieu dtre canaliser jusquaux regards. Pour cela et afin de dterminer avec prcision lorigine de leau dalimentation, il faut procder lexpertise suivante : Creuser des tranches le long des murs humides, jusqu une zone sche ; Contrler ltanchit des puits, des citernes, des gouts intrieurs ou extrieurs ; Inspecter minutieusement ltat des canalisations de la voie publique et celui des gouttires ; Mettre nu les conduites deau sous pression et, toutes vannes fermes, rechercher, au manomtre ou par tout autre moyen, les fuites ventuelles. Lasschement des nappes deau perdue dpend donc des rsultats de lexpertise, Il sagit de travaux manuels utilisant un matriel lmentaire. Ces travaux exigent aussi une certaine patience en raison non seulement de leur caractre fragmentaire mais aussi de la configuration et de la densit urbaine du site. Il arrive que le diagramme des sections humides rvle, lui seul, de quelle direction vient leau (fig.3-25).

Direction De la provenance de leau

Fig.3.25 : schma, reprsentant le sens et la direction de la provenance de lhumidit

Il se pourrait quil y ait une double alimentation : eau provenant la fois de nappes superficielles et de la nappe phratique. En effet, si lalimentation se fait partir dune nappe deau profonde, phratique, le taux dhumidit de la maonnerie sera assez uniforme dans ldifice entier ; mais si leau dalimentation provient de nappes superficielles deau perdue, certaines parties malsaines de ldifice concentreront lhumidit, Tandis que dautres seront sches1. Lexamen de ces manifestations est particulirement utile quand il est impossible dinspecter directement ltat du terrain au moyen de sondages ou de prlvement effectu le long des murs.1

Collombet R, lhumidit des btiments anciens, Editions du Moniteur, Paris, 1985

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a) Proprits de lhumidit provenant deau perdue : - Elle napparaisse que dun seul cot du btiment - Elle nenvahit, en gnral quune btisse ou petit ensemble de constructions contigus - Ses manifestations sont variables au cours de lanne b) Proprits de lhumidit provenant de la nappe phratique : - Elle imbibe trs uniformment toute la base de ldifice, sauf si linfrastructure est construite avec des matriaux htrognes; - Elle atteint une hauteur maximum sur les faces orientes nord et nord-est non ensoleilles , et minimum au sud, sud-est et sud-ouest parties trs ensoleilles ; - Elle envahit tous les immeubles dun mme lot, datant de la mme poque et construits avec les mmes matriaux ; - Ne prsente pas de variations, la hauteur quelle atteint dans les murs est constante pendant toute lanne. 3.4 Le phnomne de la capillarit dans les matriaux de construction Ltude des proprits des matriaux, nous permet de comprendre leurs comportement vis vis de lhumidit. Certaines expriences de laboratoire ont t effectues sur des chantillons de mme taille ont rvl que la hauteur daffinit varie dun matriau lautre.

Fig.3.26 : phnomne de la capillarit. Source : http// www.irc, 2005

Le pouvoir dabsorption dun mur se rapproche de celui du matriau de base : plus le rejointoiement en mortier sera mince, plus le comportement gnral du mur se rapprochera du comportement spcifique du matriau de base. A titre dexemple et pour mieux comprendre, un mur en brique rejointoyes avec peu de mortier ragira beaucoup plus comme une brique (matriau de base) quun mur irrgulier de gros blocs de travertin rejointoys avec beaucoup de mortier ne ragira comme le travertin. On peut dire que pendant linvasion de lhumidit, le comportement du matriau de base (brique ou pierraille) peut tre, par rapport au mortier, soit actif, soit passif : actif si le matriau vhicule directement lhumidit avec autant ou plus de rapidit que le mortier ; passif sil retient lhumidit aux dpens du mortier. Ainsi, le comportement des matriaux qui constituent un mur influence ce dernier pour autant que le mortier qui le rejointoie fasse des diffrents lments de construction un ensemble homogne. Si lon prend le cas de la brique ordinaire qui a un pouvoir daffinit de trois cinq fois suprieur celui du mortier1 : un mur construit avec ce matriau permet lhumidit de monter dautant plus rapidement que ce mur sera plus soigneusement construit, que les briques seront de meilleure qualit et quelles seront mieux rejointoys avec du mortier rparti en couches minces et bien tires. Une ossature leve en matriaux anticapillaire, comme par exemple le grs ou le silex, ne favorise pas le passage de lhumidit, leau passe trs lentement travers le mortier. Par contre dans un mur de brique, cest la brique mme qui permet le passage de lhumidit dune couche1

DANIEL.B ; CHAMPETIER. J-P ; VIDAL. T, Anatomie de lenveloppe des btiments, le Moniteur, Paris, 1997

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horizontale de mortier lautre et sert de raccourci par rapport au joint vertical du mortier (fig.3.27).

Fig.3. 27 : Cheminement de lhumidit le plus cours est A

Fig. 3.28 : Rapport entre la hauteur daffinit et la hauteur du moellon Source : Massari, 1971

Limbibition (fig.3.27) seffectue donc avec plus de rapidit par les trajets A ou B, qui traversent les lits de briques. Ainsi sexpliquent ces hauteurs considrables que lhumidit russit atteindre dans les murs de briques, en un temps relativement bref. Par ailleurs, la participation active dun matriau la progression de lhumidit dpend aussi des grandeurs des blocs employs. Si la hauteur du bloc dpasse de beaucoup la hauteur Ha daffinit (fig.3.28), ce bloc ne contribue en rien la mont de lhumidit, parce quil tend retenir leau quil a prise au mortier, tout en restant sec ou presque sec, lintrieur de sa masse. Si une disproportion existe entre lpaisseur du bloc et son potentiel daffinit, la progression de lhumidit dans le mur est extrmement lente et la hauteur maximum quelle peut atteindre est relativement peu importante. En effet si lon dispose de deux murs construits avec un mme matriau identique mais taill moellons gros (hauteur > Ha) dans lun et petits (hauteur< Ha) dans lautre, se comportent diffremment, le premier se montrant rfractaire et le second favorable au passage de lhumidit. Par consquent, les matriaux rfractaires toute imbibition comme le silex, grs et basaltes peuvent tre utiliss en petites dimensions sans craindre lhumidit par contre, les matriaux ayant un grand pouvoir daffinit doivent tre employs sous formes de moellons de la plus grande dimension possible. En conclusion, pour que lhumidit de remonte capillaire puisse progresser facilement lintrieur des matriaux, il faut la prsence de deux conditions sine qua non : 1. alimentation continue de lossature par une nappe deau ou mouillure du terrain, 2. une grande capacit d'absorption du matriau de construction li au mortier. Remarque : Il est signaler que si, lalimentation est discontinue, lhumidit stend plutt vers le bas ou la rigueur horizontalement, au lieu de monter en haut mme si le matriau est capillaire.

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1.6.1 Exprience de Talenti Talenti1 a inject plusieurs hectolitres deau colore losine dans un gros pilastre sec en brique jaunes, haut potentiel daffinit. Linjection deau, effectue par un trou dune profondeur de 60 cm, inclin vers lintrieur du pilastre (fig.3.29), se poursuivit pendant 20 jours conscutifs, raison de 17 18 litres par jour. Aprs cinq jours, les premires tches rouges de losine apparurent sur lenduit extrieur ; ensuite elles sagrandirent et saccumulrent jusqu former une large bande autour du pilastre. Cependant, contrairement ce quil avait suppos, lhumidit ne progressa pas vers le haut, mais demeura tout entire en dessous de lorifice dinjection. Il apparaissait donc que lhumidit se propageait rapidement, sans doute cause du haut pouvoir dabsorption du matriau, mais seulement vers le bas. Conclusion Cette exprience assez lmentaire a permit de tirer une conclusion trs intressante pour dterminer lorigine de lhumidit ascensionnelle et comprendre le comportement des matriaux : lhumidit tend monter, et prend donc la forme caractristique dhumidit ascensionnelle, uniquement si elle est vhicul dans une srie de vaisseau capillaire salimentant des nappes souterraines. Dans tous les autres cas, lhumidit subit la loi de la pesanteur et se propage donc vers le bas ; ce nest que lorsque le mur est satur de faon continue, dans sa partie infrieure, que lhumidit devient ascensionnelle, se propageant dans la seule direction reste libre, vers le haut (fig. ). Quant la vitesse moyenne dascension, Salmoiraghi cite le cas des pylnes en briques de la citerne gante de Livourne, construite en 1828, o lhumidit atteignait une hauteur de 2 2,40 m au-dessus du niveau de leau en 1887 : elle aurait donc progress l denviron 4 cm par an. Remarque : Au dpart, la progression de lhumidit ascensionnelle travers un mur nouvellement construit et assez rapide sur les premiers dcimtres, mais devient ensuite de plus en plus lente cause de lvaporation superficielle qui lentrave.

1

Talenti.M. Microbiologia , in MASSARI, Btiments humides et insalubres, Paris, 1970.

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Lhumidit monte

Lhumidit descend

Fig. 3.29 : Exprience de Talenti, 1971.

3.4.1 Hauteur de progression de lhumidit Leffet des conditions climatiques sur la hauteur de progression de lhumidit est considrable. Dans le cas o lair est trs humide proche de son point de saturation , sa capacit dabsorption de la vapeur deau est donc trs faible, ce qui favorise lhumidit, non soumise lvaporation, de se propager au maximum. Par contre linverse se ralisera si le vent est sec et chaud. Les cas graves de lhumidit, du point de vue hyginique, et les plus spectaculaires se manifestent gnralement dans les lieux situs lombre et labris de tout dplacement dair : dans les patios troits (fig. 3.30), dans les rez-de-chausse non ensoleills, sous-sols, impasses et les parties orients Nord-est et bordes dcran vert feuilles persistantesetc ; bref, en dautres termes cest la porte du microclimat . ceci peut tre vrifi dans lexemple de la villa Farnesina1, en Italie : btisse isol, datant du 15eme sicle, dont la structure est en tuf, la hauteur de lhumidit mesure sur les colonnes atteint 1,50 m du cot sud (trs ensoleill) et 3,10 m du cot nord.

1

. MASSARI G, Btiments humides et insalubres, pratique de leurs assainissements, ditions Eyrolles, Paris, 1971

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Fig. 3. 30 : patio troit. Suika Constantine. Source : auteur, 2005

Sachant quaucun autre facteur nintervient comme la ventilation par exemple. Nous pouvons dduire que, dans ce cas-ci, linsolation effective rduit de 1,60 m la hauteur de labsorption. Si, par hypothse, laction asschante du soleil venait tre supprime, soit par la construction dun difice contigu, soit par limplantation dun rideau darbre feuilles persistantes, plusieurs annes aprs, nous verrions lhumidit atteindre, du cot sud, la mme hauteur que du cot nord. A cet effet, nous pouvons conclure ainsi : Quand les deux conditions de lhumidit de remont capillaire cites prcdemment existent sur site savoir lalimentation continue et le pouvoir daffinit du matriau, la hauteur que peut atteindre lhumidit dans le mur dpend : des conditions climatiques : ventilation et ensoleillement; De linsolation effective ou, mieux, du manque dinsolation du mur humide ; de lge du btiment. Il serait peut tre utile de citer quelques exemples sur les hauteurs de progression de lhumidit dans quelques pays et ce titre de comparaison : En Italie, elle peut atteindre le premier tage, c'est--dire 4 5 m au-dessus du niveau du sol. elle est de 1 2 m en Allemagne et en en France1. A Athnes, cependant, elle est pratiquement insignifiante, en raison soit de la scheresse du climat, soit de la nature du terrain. Quelque soit la hauteur atteinte par lhumidit, on peut imaginer quelle monte dans le mur, comme un vritable conduit de vaisseaux capillaires. Cette propagation dans le mur nest pas infinie, au contraire, elle se stabilise une certaine distance, selon les conditions du lieu dj numr au paravent, de ce fait, on appelle ce phnomne lquilibre hydrique rsultant de lquivalence entre le dbit de la section absorbante infrieure1, dune part, et lvaporation totale des parois, d' autre part. Autrement dit, il entre autant deau par absorption quil en sort par vaporation. Ds que la surface dvaporation se rduit par nimporte quel phnomne, lhumidit recommence monter. Plusieurs spcialistes ont remarqu la proportionnalit qui existe entre le dbit de la section absorbante et celle de lpaisseur des parois, cette hypothse a fait lobjet dune vrification par1

[Enligne] http//www.CSTB.fr,2004.

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Massari au palais Corsini o les deux murs parallles dun passage couvert humide contiennent des taux dhumidit proportionnels leur paisseur (fig.3.31 et fig.3.32). Par consquent, dune part, plus un mur est pais, plus le niveau de lhumidit sera lev, dautre part, plus le mur dispose dune plus large surface dvaporation pour compenser sa capacit dabsorption.

Fig. 3. 31 : proportionnalit de lhumidit aux paisseurs des murs

Fig. 3. 32 : Hauteur atteinte par lhumidit: 5,30m d lpaisseur du mur Source : Massari, 1970

Indice de progression ou de monte Plusieurs tudes ont t effectues sur les murs humides de certains difices de Rome ont rvl que le rapport entre la surface vaporante et la section absorbante tait en moyenne, comme suit Dans les pilastres isols surf.vap/surf.absor = de 2 3 ; Dans des mur parois extrieurs de 3 8 ; Dans des murs dangle de 4 10. Mais en pratique, il est plus commode de calculer le rapport entre la hauteur maximale de progression de lhumidit, soit Ha , et lpaisseur du mur . Nous appellerons ce rapport de deux mesures linaires : lindice de monte IM = Ha/S. Ainsi, la figure (fig.3.33) montre la relation qui existe entre lhumidit et lpaisseur du mur : dans des pilastres isols, naturellement bien ars, la hauteur de progression tant gale lpaisseur du pilastre, lindice de monte est gal 1 ; dans des murs parois extrieures, la hauteur de progression mesurant de 1,5 4 fois lpaisseur du pilastre, lindice varie entre 1,5 et 4. dans des murs intrieurs (dangle), o la hauteur de progression mesure entre 2 et 5 fois lpaisseur du mur, lindice varie entre 2 et 5.

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La meilleure priode pour observer la hauteur de progression de lhumidit est lhiver , dans les maonneries ayant le plus grand pouvoir dabsorption et orientes au nord. La limite est atteinte quand lair est satur ou prs de ltre. Sachant que, la constante de capillarit augmente avec la basse temprature et la quantit des sels minraux dissous dans leau absorbe par affinit par les murs.

Fig. 3. 33 : La hauteur de lhumidit est fonction de lpaisseur du mur et la ventilation auquel est soumis Source : Massari, 1971

Hypothse de Kettenacker1 Lvaporation superficielle des murs, provoque par la ventilation et laction du soleil, est une contrainte la progression de lhumidit qui finit par larrter. Les expriences ont montr aussi que la ventilation et le soleil ont pour action dactiver lvaporation et qu toute augmentation de celle-ci correspond une gale augmentation de la quantit deau absorbe, par le bas, dans le rservoir. En ralit Kettenacker voit autrement, et daprs lui le dbut de lasschement, commencerait par le haut du mur, tandis que la partie en dessous de la ligne de dlimitation reste humide, et qui a uniquement pour cause : les pertes de charges dus la rsistance de leau lors de la traverse de son dbit dans les vaisseaux capillaires et ce pour rpondre laugmentation de lvaporation. Le mur se comporte donc comme un conduit capillaire, ayant la mme perte progressive de charge, mesure que croit la vitesse du dbit, phnomne similaire, que lon retrouve gnralement dans un r