Série technique 00-111

Pare-air rigides

Introduction

Le Code national du bâtiment requiert de pourvoir les bâtiments d’un pare-air pour les préserver des dommages imputables à l’humidité par suite de l’exfiltration d’air ou de la pénétration de la pluie et pour contrôler leur milieu intérieur et économiser l’énergie. Nous devons cependant approfondir nos connaissances quant à la performance des pare-air pour pouvoir en concevoir qui répondent à des exigences spécifiques d’étanchéité à l’air et de résistance structurale.

La présente étude vise à bien faire connaître aux concepteurs et aux constructeurs un genre de système d’étanchéité à l’air constitué de panneaux muraux rigides. L’objectif consiste à produire à l’intention des concepteurs et des constructeurs un guide faisant état des modes de pose correspondants.

Programme de recherche

Le fondement théorique ayant servi en majeure partie à élaborer les notions présentées dans le rapport repose sur les résultats du dépouillement documentaire d’essais menés en laboratoire sur des matériaux, soit séparément, soit sur des ensembles de construction plutôt simples. Les notions présentées sont également fondées sur l’expérience de l’auteur qui a, depuis 1982, réalisé quelque 50 bâtiments étanches à l’air. Le rapport fait aussi mention des méthodes de validation par thermographie infrarouge effectuées sur deux des bâtiments de l’auteur.

Résultats

Le pare-air rigide se compose généralement de trois types de matériaux : le matériau rigide proprement dit, la membrane d’étanchéité et le produit ou mastic d’étanchéité.

Le matériau rigide doit être suffisamment étanche à l’air et capable de résister à des charges structurales. Les panneaux de béton léger, de contreplaqué ou les plaques de plâtre imperméabilisées constituent des matériaux convenables. En cas d’emploi de plaques de plâtre il faut prendre soin que celles-ci soient protegées des intempéries durant la construction. Comme il comporte des caractéristiques du pare-vapeur, le contreplaqué doit être utilisé avec prudence pour ne pas créer de deuxième pare-vapeur du côté froid du point de rosée. On a découvert que la façon d’assujettir les panneaux rigides à l’ossature du bâtiment est essentielle à la performance du système. Dans le cadre d’une recherche, sept des dix échantillons n’ont pas réussi à résister aux charges structurales, la défaillance s’étant produite la plupart du temps aux points de fixation. L’espacement des attaches ne convient généralement pas. Dans le cas d’un pare-air en plaques de plâtre, par exemple, il est recommandé d’espacer les attaches de 200 mm le long des poteaux et de 150 mm le long des lisses et sablières. Il est également recommandé de prévoir des espacements semblables pour les panneaux de béton léger ou de contreplaqué, même en l’absence de résultats d’essais propres à ces matériaux.

La capacité du système à résister au mouvement du bâtiment et aux différences de pressions d’air dépend dans une large mesure de la jonction des panneaux. En effet, les joints doivent être conçus et réalisés de façon à prévenir tout mouvement d’air, à résister à tout mouvement du bâtiment et à différents écarts de pressions d’air. Lorsqu’une membrane d’étanchéité tient lieu de matériau de jonction, on a découvert que le principal risque de défaillance réside dans sa dissociation du support. Il est donc recommandé d’appliquer une membrane autoadhésive thermofusible (appliquée au chalumeau) pour assurer la jonction des panneaux du pare-air rigide, et la jonction des panneaux et d’autres composants du bâtiment, comme les fenêtres. L’emploi de membranes autoadhésives n’est pas recommandé, sauf s’il se révèle impossible de recourir à un chalumeau sans endommager les composants contigus ou susciter des risques d’incendie. Pour éviter toute dissociation, les membranes autoadhésives doivent être bien appuyées, mais ne jamais être appliquées lorsque la température est inférieure à 10 °C.

Puisque le pare-air doit conserver son efficacité tout au cours de la durée utile du bâtiment, l’emploi de produits d’étanchéité comme éléments constitutifs du système d’étanchéité à l’air doit être limité en faveur des membranes. S’il n’y a pas d’autre choix et qu’il faille utiliser des produits d’étanchéité, il est fortement recommandé de protéger tout à fait le produit d’étanchéité contre les intempéries.

Le rapport énonce des cas types pour mettre en évidence les méthodes d’installation du pare-air rigide dans quatre genres de bâtiment.

Cas 1 : Bâtiment neuf à structure de béton
Cas 2 : Bâtiment rénové à structure de béton
Cas 3 : Bâtiment neuf à ossature d’acier
Cas 4 : Bâtiment neuf à ossature de bois

Les systèmes d’étanchéité à l’air présentés ici sont conçus pour résister à des charges structurales de calcul de 1,0 kPa, à l’exception du cas 3, qui l’est pour résister à une charge structurale de 1,5 kPa.

Le Code national du bâtiment préconise une perméabilité à l’air maximale de 0,15 L/s.m 2 à une différence de pression de 75 Pa lorsque le degré d’humidité intérieure ne devrait pas dépasser 27 % à une température intérieure de 21°C. Pour les bâtiments où le degré d’humidité se situe entre 27 et 55%, la perméabilité à l’air maximale passe à 0,10 L/s.m 2 , alors que pour les bâtiments dont le degré d’humidité est supérieur à 55 %, le taux maximal est de 0,05 L/s.m 2 . Les cas 1 et 4 sont conçus pour présenter un taux de fuite maximal de 0,10 L/s.m 2 , le cas 2 est conçu pour un taux de fuite maximal de 0,15 L/s.m 2 et le cas 3 pour un taux de fuite maximal de 0,05 L/s.m 2 .

Pour attester la performance du système d’étanchéité à l’air, il est recommandé d’adopter un mode de validation en trois étapes. La première étape consiste à valider la conception à l’aide de la performance connue des matériaux et systèmes et de calculs d’ingénierie. La deuxième consiste à constituer une maquette du pare-air au début des travaux. Il s’agit d’une vérification de l’étanchéité à l’air et d’essais structuraux généralement effectués sur les lieux, qui permettent d’apporter facilement des mesures correctives, s’il le faut. La troisième étape consiste à mener un relevé thermographique du bâtiment qui indique les zones de fuites d’air. La thermographie a pour inconvénient de ne pas s’effectuer facilement par temps doux. Par contre, elle permet de déceler des défauts qui autrement passeraient inaperçus.

Cas 1 Bâtiment neuf à structure de béton

Dans ce type de bâtiment, les panneaux rigides de béton léger, de contreplaqué ou les plaques de plâtre se posent sur la face extérieure de la structure du bâtiment, leur jonction étant étanchéisée par une membrane. Il est recommandé de faire usage d’une membrane d’une largeur minimale de 200 mm. L’isolant thermique se met en œuvre du côté extérieur des panneaux rigides, mais il faut prendre soin, en cas d’usage de contreplaqué, de ne pas constituer un deuxième pare-vapeur.

Pour préserver la continuité du système d’étanchéité à l’air, il faut porter attention à la jonction des panneaux rigides et du chant des dalles de béton (voir figure 1), à l’emplacement de l’ancrage de la cornière d’appui, à l’intersection du toit et des murs, à leur jonction avec le mur de fondation, et aux points de pénétration tels que dalles de balcon ou fenêtres. À ces endroits, il importe que les concepteurs fournissent des détails explicites sur les notions qu’ils préconisent par souci de continuité du pare-air.

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Les trous de passage des vis non obturés des panneaux constituent un défaut fréquemment observé dans ce type de système. Il arrive souvent que l’on enfonce des vis au mauvais endroit, qu’on les retire pour les réenfoncer au bon endroit, sans toutefois prendre soin d’obturer les trous laissés derrière. Une telle erreur peut sembler à première vue inoffensive, mais, en fait, les fuites qui s’échappent par 60 trous de vis équivalent à celles que laisserait passer un trou de 625 mm 2 , soit l’effet de tirage d’un bâtiment de deux étages. Il est important de déceler ces trous avant de mettre en œuvre l’isolant thermique et de les obturer à l’aide d’une membrane thermofusible de 200 mm x 200 mm. L’emploi de produits d’étanchéité est déconseillé, puisque les différences de pressions s’exerçant sur le pare-air pourraient faire en sorte qu’ils se dissocient de la surface.

Cas 2 Bâtiment rénové à structure de béton

Les notions présentées ici caractérisent les travaux de rénovation consacrés aux murs extérieurs et aux fenêtres, qui obligent à enlever le parement, l’isolant thermique et les fenêtres en place. Si le bâtiment comporte des blocs de béton, il peut être possible de poser une membrane thermofusible directement sur les blocs. Dans le cas présenté, le mur de fond est toutefois constitué de blocs en terre cuite rainurés qui, en raison même des rainures, ne se prête aucunement à la mise en place d’une membrane. C’est pourquoi il est nécessaire de poser des plaques de plâtre hydrofuges, ou des panneaux de contreplaqué ou de béton léger.

Les points à surveiller pour préserver la continuité du système d’étanchéité à l’air ressemblent à ceux du cas 1. Fixer mécaniquement la membrane à l’endroit du mur de fondation permet de garantir son adhérence à un mur de fondation rugueux. Il est également recommandé, à la jonction avec un poteau de béton, plutôt que de tenter de faire adhérer la membrane par bandes de 200 mm, de prolonger la membrane sur toute la surface du poteau de béton, pour ainsi éviter tout problème d’adhérence que risque d’entraîner le béton coulé.

Comme cela arrive souvent, dans ce cas-ci, aucun élément accessible des cadres de fenêtres n’offrait suffisamment d’adhérence pour éviter tout risque de dissociation de la membrane d’étanchéité. En l’occurrence, un encadrement de contreplaqué a été constitué au pourtour du bâti d’attente des fenêtres. La jonction de l’encadrement de contreplaqué et du mur a été scellée au moyen d’une membrane thermofusible, alors que celle du cadre de fenêtre en aluminium et de l’encadrement l’a été par un fond de joint, puis par un produit d’étanchéité.

Le joint d’étanchéité est protégé des températures extrêmes, des rayons ultraviolets et du vandalisme, puisqu’il est revêtu par les éléments de la finition intérieure et le parement extérieur.

Cas 3 Bâtiment neuf à structure d’acier

Ici, le pare-air rigide fait appel à un panneau sandwich constitué d’un revêtement d’acier de part et d’autre, d’un matériau anticorrosif du côté chaud, d’une âme en isolant de laine de roche semi-rigide et, côté extérieur, d’un revêtement d’acier prépeint. Les panneaux affichent un taux nul d’infiltration d’air et de transmission de vapeur d’eau. La jonction des panneaux constitue les points à surveiller dans le cas de ce système d’étanchéité. Des rondelles de néoprène sont utilisées lorsque l’acier est percé en prévision des boulons d’ancrage. Les joints relevés entre les panneaux sont scellés par un double cordon de mastic d’étanchéité et enveloppés par une membrane autoadhésive (voir figure 2).

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L’idée d’employer une membrane thermofusible à la jonction des panneaux posait un motif d’inquiétude puisque la chaleur produite par le chalumeau risquait de faire peler la surface d’acier prépeinte ou d’en modifier la couleur. Heureusement, la membrane de jonction se trouvait du côté chaud du mur, de sorte que la membrane n’était pas exposée à des variations extrêmes de température. L’isolant thermique a été fixé à l’acier par adhésif pour éviter de percer l’acier.

L’étanchéité à l’air à l’intersection d’autres éléments du bâtiment est assurée sensiblement de la même manière que dans les autres cas, soit à l’aide d’une membrane thermofusible. Le mur-rideau utilisé ici procure une surface suffisante pour assurer l’adhérence de la membrane d’étanchéité.

Cas 4 Bâtiment neuf à ossature de bois

Il s’agit dans le cas présent d’une maison individuelle. À l’exemple du cas 1, des panneaux en bois ou des plaques de plâtre hydrofuges peuvent s’employer. L’intersection du toit et des murs pose un motif de préoccupation. La partie inférieure de la membrane servant à assurer l’étanchéité de l’intersection du toit et des murs doit être appliquée sur le mur avant la mise en place des fermes de toit de façon à offrir un fond de clouage pour le pare-air rigide du toit. Après la pose des fermes de toit et des panneaux rigides du pare-air du plafond, il suffit de relier la partie non fixée de la membrane de jonction au pare-air du plafond et de rendre étanches tous les joints du matériau. Il faut également prendre soin d’assurer l’étanchéité des points de pénétration tels les tuyaux ou conduits d’évacuation, ainsi que des endroits séparant les espaces chauffés des espaces non chauffés, comme les garages.

Conséquences pour le secteur de l’habitation

Le rapport fait état de détails d’exécution d’un pare-air rigide. Bien des détails, éprouvés à pied d’œuvre, se sont révélés efficaces pour réduire les fuites d’air et résister aux charges structurales. De plus, ils devraient s’avérer durables et correspondre à la durée utile du bâtiment. On peut s’attendre à ce que les bâtiments comportant un pare-air bien mis en œuvre durent beaucoup plus longtemps et nécessitent peu de réparations.

L’adoption des méthodes de pose éprouvées contribuera à améliorer l’étanchéité à l’air. En outre, comme plus de concepteurs requièrent des essais sur place, une meilleure compréhension des pare-air installés sera ainsi acquise et il pourra même être possible de prévoir avec précision la performance de toute une gamme de pare-air.

Directeur de recherche :

Pierre-Michel Busque

Rapport de recherche :

Pare-air rigides, 2000

Consultants :

Petrone Architects

Il est possible de se procurer un rapport complet de ce projet de recherche au Centre canadien de documentation sur l'habitation.

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