Humidité
Les ponts thermiques entraînent une baisse des températures à l'intérieur des éléments de construction. Il en résulte un risque accru de formation de moisissures et de condensation.
Il est possible de prévenir ces phénomènes en évitant les ponts thermiques
L‘humidité est générée dans un bâtiment par l‘utilisation, par exemple dans la cuisine ou la salle de bains. En respirant, l‘homme produit de l‘humidité. L‘humidité d‘infiltration ou ascendante sont d‘autres sources d‘humidité dans un bâtiment.
L‘humidité peut créer un climat intérieur propice à la prolifération d’organismes tels que des moisissures. Le gel et la corrosion peuvent entraîner des dommages aux constructions dus à l‘humidité. La qualité thermique des matériaux se dégrade lorsqu‘ils sont humides, avec pour conséquence une perte thermique plus importante.
On entend généralement par humidité de l'air ou hygrométrie, la part de vapeur d'eau dans l'air. La quantité de vapeur d'eau que l'air peut contenir dépend (de la pression atmosphérique et) de la température de l'air. Plus la température de l'air est élevée, plus l'air peut absorber de vapeur d'eau.
Formation de condensation à partir d'un exemple d'un mètre cube d'air : un espace rempli d'air (à droite) contient une certaine quantité de vapeur d'eau. Lorsque cet air est refroidi, il peut retenir moins de vapeur d'eau (à gauche) et il se forme alors de la condensation.
Comme le montre la figure, une partie de la vapeur d'eau qui est absorbée dans l'air se condense lorsque l'air refroidit. Cela constitue un problème pour les zones froides d'un lieu chauffé, comme par exemple une surface vitrée (simple) ou un pont thermique. Si l'humidité de l'air est élevée, il existe un risque de formation de moisissures, avant même qu'il soit question de condensation. Pour désigner l'influence de la teneur en humidité sur ces processus, on utilise le terme « humidité relative ».
L'humidité relative
L'humidité relative est un pourcentage qui indique dans quelle mesure l'air est « saturé » en vapeur d'eau. Une humidité relative de 100 % signifie que l'air ne peut plus absorber d'humidité ; si davantage d'humidité encore est produite, cela entraîne de la condensation. L'humidité relative dépend de la température ambiante. L'air à température élevée peut absorber davantage d'humidité que l'air froid. Lorsque la température ambiante varie, l'humidité relative varie également tandis que l'humidité absolue reste identique.
Exemple :
Si de l'air à 20°C, d'une humidité relative de 50 %, est refroidi à 18°C, l'humidité relative augmente de 7 %. La raison en est que l'air froid peut contenir moins d'humidité que l'air chaud.
Le diagramme de Carrier selon la norme DIN 4108, également appelé courbe de saturation, représente la relation entre la teneur en vapeur d'eau absorbable, l'humidité relative et la température.
En cas de condensation de surface, l'humidité de l'air se condense sur une surface froide. La température de l'air diminue en raison d'une partie de construction froide. Moins d'humidité peut alors être absorbée dans l'air, ce qui entraîne la formation de condensation. Lorsque l'humidité relative est de 100 %, de la condensation apparaît. La température à laquelle la condensation apparaît est appelée température du point de rosée.
Le point de rosée dépend de la température du local et de l'humidité de l'air dans ce local. Une humidité relative élevée avec une température de local élevée donne un point de rosée supérieur. Lorsque le point de rosée est élevé, la condensation de surface apparaît plus rapidement.
Une humidité relative d'environ 50 % est habituelle dans un local à 20°C environ. La température du point de rosée est alors de 9,3°C. Dans les locaux soumis à des charges hydriques plus importantes, comme la salle de bains, on relève une humidité relative de plus de 60 %. Le point de rosée est alors supérieur, et le risque de condensation plus élevé. À une humidité relative de 60 % et une température ambiante de 20°C, le point de rosée se situe déjà à 12°C. Le point de rosée dépend grandement de l'humidité relative. Une petite augmentation de l'humidité relative entraîne une augmentation considérable du point de rosée. Cela donne une augmentation évidente du risque de condensation sur les surfaces froides.
Dépendance de la température du point de rosée par rapport à l'humidité de l'air et à la température ambiante
Exemple : Une enveloppe de façade extérieure ; l'air humide entre le mur et l'enveloppe peut se condenser en raison d'un faible flux d'air et donc d'un réchauffement limité de la façade par l'air ambiant intérieur. De la même manière, de la condensation peut apparaître entre un rideau et une fenêtre.
Condensation intérieure
Le calcul de la tension de vapeur selon la méthode de Glaser de la norme NBN-EN ISO 13788 permet d'évaluer le risque de condensation intérieure et la quantité de condensation.
Le point de départ d'un calcul selon la méthode de Glaser est une situation stationnaire. Cela ne prend pas en considération l'influence de l'humidité sur le coefficient de conductivité thermique. L'analyse selon la méthode de Glaser porte sur la comparaison entre les zones limites (intérieures et extérieures) d'une construction.
Le facteur de température décrit la qualité de l'isolation thermique des éléments de construction extérieurs et constitue une valeur caractéristique pour estimer le risque de formation de moisissures sur une structure.
Le facteur de température intérieure fRsi est défini comme la différence de température entre la température de la surface intérieure et la température de l'air extérieur (θsi - θe) par rapport à la différence de température entre l'air intérieur et l'air extérieur (θi – θe) :
Exigence minimale selon la norme DIN 4108-2
L'exigence minimale pour la valeur fRsi sert à prévenir les dommages causés à la structure du bâtiment par la formation de moisissures. La règle suivante s'applique ici :
fRsi ≥ 0,70
Soit les ponts thermiques sont conçus selon la norme DIN 4108, annexe 2, soit un fRsi ≥ 0,7 doit être vérifié à l'endroit le plus défavorable de la structure. La vérification est effectuée à l'aide d'un catalogue de ponts thermiques ou elle doit être calculée numériquement.
La valeur fRsi est une valeur relative et a donc l'avantage de ne dépend que de la construction du pont thermique et non, comme θsi des températures supposées de l'air extérieur et intérieur. Le facteur de température a la valeur f=1 si la température de surface minimale du côté de la pièce θmin correspond à la température de l'air de la pièce, et f=0 si elle correspond à la température de l'air extérieur (voir figure).
La définition de la valeur fRsi
La température de surface à l'intérieur de θsi fournit des informations sur la conductivité thermique d'un composant. Si la température de surface à l'intérieur est faible malgré des températures intérieures élevées, on peut en conclure qu'une grande partie de l'énergie thermique est conduite à l'extérieur par le composant.
Les températures de surface les plus basses se produisent à proximité des ponts thermiques, c'est pourquoi la température de surface minimale θsi,min est également utilisée dans ce contexte. La valeur de la température superficielle minimale est déterminante pour l'apparition de condensation sur un pont thermique ou la formation de moisissures. La température minimale de surface est donc une valeur caractéristique des effets de l'humidité sur un pont thermique. θsi,min dépend donc directement de la conception structurelle d'un pont thermique (géométries et conductivités thermiques des matériaux formant le pont thermique).
Les conditions pour la formation de moisissures sur des surfaces de construction sont déjà réunies à une humidité relative de 80 %. Cela signifie qu'il peut déjà y avoir formation de moisissures lorsque la zone de construction est tellement froide que l'humidité relative de la couche d'air contiguë est de 80 %. La température à laquelle la formation de moisissures peut déjà commencer est donc supérieure à la température du point de rosée.
La température à laquelle apparaissent les moisissures est de 12,6°C pour un local à 20°C ayant une humidité relative de 50 % ; c'est 3,3°C de plus que le point de rosée. Pour éviter la formation de moisissures, c'est cette température qui est déterminante, pas la température du point de rosée.
Dépendance de la température de la moisissure par rapport à l'humidité et à la température ambiantes
En résumé :
Évaluer le point de rosée ne suffit pas. Les moisissures peuvent déjà apparaître plus tôt (à une température supérieure). L'on peut conserver comme valeur limite une humidité relative de 80 % (norme NBN-EN 13788).
Les moisissures entraînent de nombreux problèmes dans les bâtiments existants. À l'endroit des fenêtres (simple vitrage) apparaît souvent de la condensation en raison de la faible température de surface du vitrage. C'est le signal pour l'habitant que davantage de ventilation est nécessaire. Dans les rénovations, le vitrage peut souvent être remplacé par du vitrage HR++, ce qui accroît la température de surface et permet d'éviter la condensation de surface. Il existe toutefois un risque que les nœuds soient encore des ponts thermiques, ce qui entrainerait de la condensation avec risque de formation de moisissures.
