Etanchéité à l`air des bâtiments : Un cas d`étude

Construction durable
Etanchéité à l’air
des bâtiments
De juin 2005 à mars 2006, le CSTC a
suivi pas à pas la construction d’une
nouvelle habitation dans laquelle les
aspects de performance énergétique,
tels l’isolation thermique, l’étanchéité
à l’air, la ventilation et le chauffage,
ont fait l’objet d’une attention particulière. L’un des soucis fut d’atteindre une très bonne performance
énergétique, sans devoir y consacrer
un budget particulièrement élevé ni
modifier profondément les détails de
construction habituels des entrepreneurs.
Un cas d’étude
?
Chr. Delmotte, ir., chef adjoint du laboratoire ‘Qualité de l’air et ventilation’,
CSTC
Cet article examine les mesures prises lors de
ce projet en vue d’améliorer l’étanchéité à l’air
du bâtiment. Notons toutefois qu’il ne s’agit
pas d’un recueil des règles de l’art et que certaines techniques présentées sont perfectibles.
1Description du bâtiment
Le bâtiment étudié est une maison unifamiliale non attenante disposant d’un rez-de-chaussée, d’un étage engagé sous la toiture et d’un
grenier. L’ensemble présente une forme carrée
(10 m x 10 m) et est établi sur un vide ventilé.
La façade avant est parallèle à la voie publique
et est orientée au sud-ouest.
Les murs extérieurs comportent une coulisse
partiellement remplie d’isolant thermique et
sont réalisés en blocs de terre cuite, pour la
partie portante, et en briques, pour le parement.
Les planchers du rez-de-chaussée et de l’étage
se composent de hourdis préfabriqués en
béton. La structure portante de la toiture
est constituée de fermettes préfabriquées en
bois.
i
Fig. 1 Plan d’étanchéité n’incluant
pas les combles.
2Etanchéité à l’air du bâtiment
2.1 Plan d’étanchéité
En matière d’étanchéité à l’air, il y a lieu avant
tout de définir le plan dans lequel cette étanchéité doit être située. Il s’agit en fait de déterminer la position des différentes surfaces de
l’enveloppe étanche à l’air que l’on souhaite
créer. Etant donné qu’en général, cette enveloppe peut également jouer le rôle de pare-vapeur, il est recommandé de l’étudier en même
temps que l’isolation thermique.
Dans le bâtiment étudié, le plancher du rez-dechaussée et les façades s’imposaient à l’évidence comme plan d’étanchéité. Par contre, la
question était ouverte pour la toiture : fallait-il
englober ou pas les combles dans le volume de
l’enveloppe étanche ?
Ne pas englober les combles signifie que le
plan d’étanchéité se situe sous les fermettes
préfabriquées (figure 1). Il s’agit d’un plan
facilement accessible, mais cette disposition
nécessite de reporter les combles hors du volume protégé (volume du bâtiment qui est isolé
thermiquement).
La
maison en chiffres
•Surface au sol : 100 m²
•Surface de déperdition : 403 m²
•Volume protégé : 528 m³
•Niveau d’isolation thermique globale : K38 (la réglementation actuelle impose de ne
pas dépasser K55 en Région wallonne et en Région de Bruxelles-Capitale, et K45 en
Région flamande)
•Niveau des besoins conventionnels en énergie de chauffage : be 225 (MJ/m².an) (dans
le cas de cette maison, la réglementation en vigueur en Région wallonne impose de ne
pas dépasser 382 MJ/m².an)
Fig. 2 Plan d’étanchéité incluant les
combles (deux options).
A contrario, englober les combles permet
d’augmenter le volume protégé, mais implique que le plan d’étanchéité soit interrompu
au droit de chaque fermette (il y en a 17) et
nécessite un raccord particulier au droit de
chaque percement (figure 2).
Comme il n’était pas nécessaire de chauffer
les combles (espace de toute façon non habitable de par sa hauteur de 1,60 m) et qu’une
certaine simplicité des travaux était souhaitée,
la première solution fut retenue.
2.2 Détails d’exécution
2.2.1 Plancher
Le plancher est constitué de hourdis préfabriqués en béton, d’une couche d’isolation thermique (granulés de polyuréthanne en vrac),
d’une chape armée et d’un carrelage (figure 3,
p. 2).
Ce complexe est étanche à l’air, mais présentait de nombreux percements qui auraient pu
donner lieu à des fuites d’air :
• évacuation des eaux usées
• pénétration de conduits divers (eau, électricité, mazout, ...).
Afin d’éviter les fuites d’air, tous les per-
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1
2
3
4
bles de représenter une fuite non négligeable :
baies de porte et de fenêtre, parties de mur non
plafonnées, encastrement des interrupteurs et
des prises électriques.
5
En ce qui concerne les baies de porte et de fenêtre, il faut distinguer l’étanchéité de la porte
ou de la fenêtre elle-même de l’étanchéité de
la jonction avec le gros œuvre.
Fig. 3 Composition du plancher.
1.
2.
3.
4.
5.
Carrelage
Treillis d’armature dans la chape
Feuille de polyéthylène
Isolation thermique
Hourdis préfabriqués en béton
Dans le bâtiment étudié, les portes et fenêtres
(27 m²) représentent 14 % de la surface totale
des murs extérieurs (188 m²). La longueur de
joint atteint, quant à elle, un total de 64 m. La
qualité des fenêtres et des portes en matière
d’étanchéité à l’air peut donc influer de ma-
cements ont été colmatés au moyen d’une
mousse de polyuréthanne expansible avant
la pose de l’isolation thermique (figure 4)
ou au moment des finitions (figure 5) suivant
le cas.
2.2.2 Murs extérieurs
EXT.
Les murs extérieurs sont composés, de l’extérieur vers l’intérieur, des éléments suivants
(figure 6) :
• maçonnerie en briques de parement
• coulisse faiblement ventilée
• laine minérale
• maçonnerie en blocs creux de terre cuite
• enduit au plâtre.
INT.
Fig. 6 Composition du mur extérieur.
Cette composition constitue une bonne barrière d’étanchéité à l’air, pour autant qu’elle
ne présente pas de discontinuités. Or, nous
en avons relevé de très nombreuses susceptiFig. 4 Colmatage des percements du
plancher avant pose de l’isolation
thermique (ci-contre, à droite, et cidessous).
Fig. 5 Colmatage des percements lors
de la finition.
nière significative sur l’étanchéité globale du
bâtiment. D’autant plus qu’un défaut d’étanchéité dû à la conception de ces éléments peut
difficilement être corrigé.


La porte-fenêtre levante coulissante placée
initialement dans le bâtiment présentait d’importantes fuites d’air (figure 7) imputables à
la conception du châssis. Afin de remédier au
problème, l’ensemble a été remplacé par une
porte-fenêtre tombante coulissante.
Etant donné la différence d’épaisseur entre la
coulisse des façades (9 cm) et le dormant des
châssis (de l’ordre de 7 cm), il a été nécessaire de procéder à la fermeture mécanique de
la coulisse. Cela a été réalisé au moyen d’une
mousse de polyuréthanne faiblement expansible ou de plaques de plâtre revêtues de carton
(figure 8).
L’étanchéité à l’air à la jonction des fenêtres et
des murs a été réalisée au moyen d’un enduit
au plâtre (figure 9). Toutefois, selon les recommandations formulées dans la NIT 188 [2], un
joint souple de resserrage entre l’enduit et le
cadre dormant aurait idéalement dû être ménagé à cet endroit. Les tablettes posées au plâtre
et le joint de mastic silicone assurent, quant à
eux, l’étanchéité à l’air en partie basse des fenêtres (figure 10). Notons au passage qu’il eût
été préférable d’ôter le film de protection du
dormant avant de poser le joint de mastic.
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Fig. 9 Plafonnage de la jonction entre
une fenêtre et un mur.
Fig. 7 Défaut d’étanchéité au droit d’une porte-fenêtre levante coulissante.
Fig. 8 Fermeture mécanique de la coulisse au moyen d’une mousse de polyuréthanne (à gauche) ou de plâtre (à droite).
L’étanchéité à l’air sous les trois portes extérieures est obtenue par le biais d’une plinthe
à guillotine. Cette méthode présente toutefois
un point faible dans le plan d’étanchéité, car il
subsiste une fuite d’air aux deux extrémités de
la plinthe (figure 11).
Les maçonneries en blocs de terre cuite (ou
de béton) ne confèrent généralement pas une
grande étanchéité à l’air. Ce défaut résulte de
la perméabilité même des blocs (ou morceaux
de blocs) utilisés et du remplissage partiel de
certains joints. La laine minérale et la maçonnerie de parement (qui présente quelques joints
ouverts) ne peuvent, elles non plus, contribuer
à l’étanchéité à l’air; par contre, le plafonnage
Fig. 10 Pose d’une tablette de fenêtre.
est à même de remplir ce rôle, encore faut-il
que toute la surface intérieure des murs soit
enduite.
A cette fin, il est préférable d’équiper les bâtiments au strict minimum avant l’intervention des plafonneurs, de façon à leur garantir
l’accès à toute la surface des murs (figure 12,
p. 4). Dans le bâtiment étudié, les parties initialement non plafonnées l’on été au moment
des finitions.
Fig. 11 Plinthe à guillotine (artificiellement maintenue en position de fermeture pour les besoins de l’illustration). 
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Fig. 13 Zone non enduite au bas d’un mur de l’étage.
attirée sur ce détail à ce moment), mais, par
précaution, les retours de baie ont été enduits
de plâtre avant la pose des ébrasements de
l’huisserie.
Fig. 12 Zone non plafonnée, par
manque d’accessibilité, derrière un
conduit d’évacuation des eaux usées.
A l’étage du bâtiment, il subsistait, au bas
des murs, quelques parties non enduites (figure 13). Il s’agissait là de fuites d’air potentielles qui n’auraient pas pu être colmatées par
les plinthes en bois. Les zones en question ont
donc été enduites de plâtre avant la pose du
revêtement de sol (stratifié).
Lors de l’examen du bâtiment, nous avons
constaté qu’une baie de porte intérieure, pratiquée dans le mur porteur central, était située
à très faible distance d’une façade latérale (figure 14). Les murs étant tous deux constitués
de blocs de terre cuite perforés appareillés
les uns aux autres afin d’assurer leur liaison,
il était assez probable qu’un chemin de fuite
existe entre la baie et l’extérieur. Cela n’a pas
été décelé lors des premiers essais de pressurisation du bâtiment (l’attention n’avait pas été
2.2.3 Toiture
La toiture est composée, de l’extérieur vers
l’intérieur, des éléments suivants (figure 15) :
• tuiles de béton
• lame d’air ventilée
• sous-toiture en plaques de fibres-ciment
• laine minérale
• feuille de polyéthylène
• lame d’air non ventilée
• plafonnage sur plaques de plâtre revêtues de
carton.
Dans le bâtiment concerné, l’étanchéité à l’air
de la toiture a été réalisée au moyen d’une feuille
de polyéthylène agrafée à la charpente. Cette
feuille placée immédiatement sous la couche
d’isolation thermique combine les fonctions
d’écran pare-vapeur et de barrière à l’air.
Les lés de polyéthylène d’une largeur de 1,20 m
ont étés posés parallèlement aux fermettes; leur
jonction a été rendue étanche au moyen de bandes adhésives. Les jonctions ont chaque fois été
effectuées à hauteur d’une fermette de façon à
ce que la bande adhésive puisse être appliquée
sur un support rigide (figure 16).
Outre le fait qu’elles assurent la continuité
des lés, les bandes adhésives ont également
été utilisées pour colmater les trous engendrés
par l’agrafage (à raison d’une agrafe tous les
50 cm, on peut estimer à plus de 400 le nombre d’agrafes utilisées).
La lame d’air ménagée entre la feuille de polyéthylène et les plaques de plâtre permet le
passage de câbles électriques.
Au droit de la sablière, trois éléments se rejoignent, à savoir :
• le mur en blocs de terre cuite surmonté
Lattage
Contre-lattage
Sous-toiture
rigide
Isolation
thermique
Pare-vapeur
Lattage
1
2
3
4
Plaque de plâtre
Fig. 15 Composition de la toiture.
5
6

 Fig. 14 Baie de porte intérieure située
à proximité d’une façade latérale.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Fuite d’air potentielle
Brique de parement
Coulisse ventilée
Isolation thermique
Bloc de terre cuite
Plâtre
Les Dossiers du CSTC – N° 1/2007 – Cahier n° 5 – page Fig. 16 Assemblage des lés de polyéthylène au moyen de bandes adhésives.
Construction durable
Fig. 17 Colmatage de la jonction entre
la sablière et la poutre de ceinture au
moyen de mastic.
d’une poutre de ceinture en béton armé
• la sablière
• et la feuille de polyéthylène.
Dans un premier temps, la jonction entre la
sablière et la poutre de ceinture a été colmatée
au moyen de mastic (figure 17) et un joint de
mousse compressible a été collé sur la tranche de la sablière (figure 18). L’intention était
de pouvoir presser la feuille de polyéthylène
contre ce joint au moyen de la dernière latte
destinée à la fixation des plaques de plâtre.
L’expérience n’a toutefois pas été concluante
(la latte étant clouée sur les fermettes et non
sur la sablière) et la feuille a finalement été
collée directement sur la sablière au moyen de
mastic.
La présence d’un mur porteur sous les fermettes a engendré une discontinuité supplémentaire dans la membrane d’étanchéité (figure 19).
Le raccord a été réalisé au moyen d’un joint
de mousse compressible posé entre le mur et
la feuille d’étanchéité, et serré au moyen d’une
latte de bois.
Une alternative aurait été de disposer une bande de polyéthylène par dessus le mur porteur
avant la pose des fermettes. Le cas échéant,
le raccord aurait alors pu être réalisé par collage des lés au moyen de bandes adhésives
(figure 20).
La feuille de polyéthylène a été prolongée de
Fig. 18 Joint de mousse compressible collé sur la tranche de la sablière.
façon à couvrir les bords de la trémie donnant
accès aux combles (figure 19 ci-dessous, à
droite). Par la suite, de la mousse de polyuréthanne a été injectée entre les bords de la
trémie et le cadre dormant de la trappe d’accès
au grenier (figure 21, p. 6). Cette dernière est,
quant à elle, munie d’un joint d’étanchéité sur
tout son pourtour.
Une fois la barrière étanche à l’air achevée,
il est nécessaire de veiller à maintenir son
intégrité et de colmater toute nouvelle fuite,
qu’elle soit volontaire ou accidentelle. Les
figures 22 et 23 (p. 6) illustrent le percement
de la feuille de polyéthylène rendu nécessaire
pour le passage d’un câble électrique en direction des combles et pour le passage d’un
conduit de ventilation (le groupe de ventilation
étant situé dans les combles). Ces percements
ont été soigneusement colmatés avant la pose
des plaques de plâtre.
2.3 Résultats
obtenus
Des mesures de l’étanchéité à l’air ont été effectuées à différents stades de la construction,
de manière à pouvoir détecter et colmater les
fuites éventuelles avant qu’elles ne deviennent inaccessibles. Il s’agissait, par exemple,
de fuites le long de la sablière auxquelles on
ne peut plus remédier une fois les plaques de
plâtre posées.
La première mesure a eu lieu entre la pose
de la feuille de polyéthylène et la pose des
plaques de plâtre. La deuxième mesure a été
6
1
3
3
2
4
2
5
Fig. 20 Schéma de principe de la pose
d’une bande de polyéthylène sous les
fermettes.
Fig. 19 Discontinuité dans la membrane d’étanchéité à l’air engendrée par le mur
porteur central.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Fermette
Bande adhésive
Film de polyéthylène
Chevron
Mur porteur
Bande de polyéthylène
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Fig. 21 Etanchéité du cadre dormant de la trappe d’accès au grenier.
effectuée après le plafonnage, tandis que la
troisième s’est déroulée une fois les travaux
de parachèvement terminés. Pour ce faire, le
bâtiment a été soumis à une pression élevée
(figure 24) de façon à forcer le passage d’air
au travers des fuites. Un système de mesure
a alors permis de quantifier le niveau d’étanchéité à l’air du bâtiment.
Fig. 23 Colmatage d’une ouverture
nécessaire au passage d’un conduit
de ventilation.
Le taux de renouvellement d’air de ce dernier
sous une pression de 50 Pa (approximativement 5 kg/m²) s’élève à 1,4 volume par heure
(valeur n50) (*), ce qui correspond à une surface de fuite équivalente de 215 cm² environ.
A titre de comparaison, notons qu’une de nos
études sur des maisons récentes de ce type [1]
fait état d’une perméabilité à l’air moyenne
de 9,5 volumes par heure. Le critère adopté
pour les maisons passives est, quant à lui, de
0,6 volume par heure au maximum.
On peut estimer que le taux d’étanchéité
obtenu limite l’infiltration d’air moyenne à
30 m³/h environ. Cela permet de réduire les
déperditions énergétiques, les courants d’air
inconfortables et les fuites d’air humide, mais
implique par ailleurs que le bâtiment doive
impérativement être pourvu d’un système de
ventilation contrôlée permettant, dans le cas
du bâtiment étudié, de délivrer un débit d’air
frais de 292 m³/h.
3 Quelles sont les améliorations possibles ?
Fig. 24 Porte de pressurisation utilisée
pour la mesure de l’étanchéité à l’air
du bâtiment.
Quoique le taux d’étanchéité à l’air obtenu
soit élevé et puisse donner satisfaction, les
diverses mesures réalisées in situ ainsi que
les difficultés de mise en œuvre parfois
Fig. 22 Large ouverture pratiquée pour
le passage d’un conduit électrique.
rencontrées localement révèlent encore des
possibilités d’amélioration.
r La continuité du plan d’étanchéité à
l’air au droit du joint de resserrage entre
les châssis de fenêtre et l’enduit intérieur
peut être améliorée en disposant un joint
souple à base de mastic à cet endroit. La
Note d’information technique n° 188 déjà
citée rappelle à ce sujet que la pratique
courante consistant à arrêter l’enduit contre
le dormant de la fenêtre conduit souvent
à la formation d’une fissure à la jonction
des deux matériaux, voire dans l’enduit. La
difficulté réside néanmoins dans la mise en
œuvre pratique de ce joint souple dans le
cas d’un mur creux (il s’agit généralement
de joindre deux arrêtes). Il est ainsi recommandé de recouvrir le profilé d’enduit sur au
moins 5 mm (figure 25) ou de prévoir une
latte de finition (figure 26).
Une alternative consiste à parachever
l’ébrasement au moyen d’un panneau (bois,
plaque de plâtre, …) correctement calfeutré
(figure 27).
r Les plinthes à guillotine disposées sous
les trois portes extérieures sont responsables
d’une large part des fuites d’air de la maison.
Il aurait été possible d’améliorer l’étanchéité
à l’air en optant pour des portes-fenêtres,
mais ce choix aurait eu pour conséquence de
réduire l’accessibilité au bâtiment.
Un prochain article à paraître dans les Dossiers du CSTC dressera l’inventaire des solutions existantes et en présentera les avantages
et les inconvénients.
r La pose d’un joint en mousse compres-
(*) Voir la norme NBN EN 13829 [3] pour plus de détails à ce sujet.
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Fig. 25 Enduisage du profilé sur 5 mm
au moins.
1. Enduit intérieur
2. Mastic
3. Arrêt d’enduit
sible entre la feuille de polyéthylène et la
maçonnerie s’est avérée peu pratique. Une
alternative eût été de coller directement la
feuille au moyen de mastic-colle ou d’utiliser
des bandes autocollantes munies d’un treillis
à noyer dans l’enduit au plâtre. De manière
générale, au droit d’un raccord avec un pignon
en maçonnerie, la barrière d’étanchéité à l’air
est collée de préférence sur une surface plane
(figure 28), telle que l’enduit de parachèvement à base de plâtre (dont la mise en œuvre
1
3 4 5
2
Fig. 26 Latte de finition.
1. Enduit intérieur
2. Latte de finition
Fig. 27 Finition de l’ébrasement au
moyen d’un panneau.
précède celle de la finition des versants), pour
autant que l’état de siccité du plâtre permette
d’obtenir l’adhérence requise.
confectionner de tels manchons in situ (figure 29).
1. Mousse de calfeutrement injectée
2. Panneau
Dans l’éventualité où la maçonnerie n’est
pas enduite, le collage du lé au moyen d’un
mastic épais, éventuellement complété par
la fixation d’une latte, ou de bandes autocollantes munies d’un treillis à noyer dans
l’enduit au plâtre peut également se révéler
satisfaisante.
r La réfection, au moyen de bande adhésive,
de l’étanchéité entre la feuille de polyéthylène
et un conduit qui la transperce est un exercice
particulièrement fastidieux (cf. figure 23).
Une solution pratique et rapide à ce problème
consiste à utiliser des manchons préformés
(disponibles en différents diamètres) ou à
Isolation thermique
Fermette
Lame d’air
Plaque de plâtre
Pare-vapeur
Joint de colle
Plâtre
Bloc de terre cuite
t
Bibliographie
1. Centre scientifique et technique de
la construction
Enquête sur l’isolation, la ventilation
et le chauffage dans le logement neuf.
Bruxelles, CSTC, Rapport n° 4, 1999.
2. Centre scientifique et technique de
la construction
La pose des menuiseries extérieures.
Bruxelles, CSTC, Note d’information
technique, n° 188, juin 1993.
6 7
8
Fig. 28 Collage de la barrière d’étanchéité à l’air sur une surface plane.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Pour conclure, rappelons que l’étanchéité à
l’air des bâtiments fait l’objet d’une attention
soutenue compte tenu de son incidence majeure sur les déperditions énergétiques et le
confort d’occupation. Le lecteur trouvera dans
les publications du CSTC actuelles et futures
de nombreuses informations complémentaires
sur le sujet. n
Fig. 29 Exemple de manchon d’étanchéité à l’air préformé .
3. Institut belge de normalisation
NBN EN 13829 Performance thermique
des bâtiments. Détermination de la
perméabilité à l’air des bâtiments. Méthode de pressurisation par ventilateur
(ISO 9972:1996, modifiée). Bruxelles,
IBN, 2001.
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