LES INFILTRATIONS DANS LES CONSTRUCTIONS:

Histoires d’Eau ......
L’eau, indésirable dans les Constructions, peut provenir de l’Extérieur
comme de l’Intérieur du Bâtiment.
Ce seront des INFILTRATIONS ou des FUITES.
Ces désordres, souvent étendus, peuvent entraîner des sinistres importants quelque fois mal appréciés.
Il est donc bon de répertorier, de façon aussi exhaustive que possible, ces
diverses pathologies.
C’est ainsi que sont évoqués successivement quelques points particuliers:
- Les infiltrations dans les constructions,
- Les fuites de toitures-terrasses :
- parties courantes et points singuliers,
- cas particuliers des terrasses végétalisées et des étanchéités liquides et
des films minces adhérents,
- Les piscines:
- publiques ou privées,
- Les fuites de canalisations:
- canalisations en cuivre ou en acier galvanisé et canalisations enterrées,
- Les techniques de recherche:
- pour les toitures-terrasses ou les canalisations,
- Les assèchements.
Ces pathologies sont présentées par:
- Monsieur Gabriel BAJEUX, Ingénieur, Directeur du CEBTP, Région Ile-deFrance, Département Expertise, Pathologie et Recherche, Groupe GINGER, SaintRémy-lès-Chevreuse,
- Monsieur Guy TACHE, Ingénieur - Chef de service au CEBTP,
Des présentations d’Entreprises spécialisées et de matériels d’investigation
spécifiques sont faites par :
- Messieurs Alain VALLIN et Didier MONGUE, Société AQUANEF, Paris,
- Monsieur PEIGNAU, Société B.T.B.( Bureau Technique de Détection ), Lyon,
- Monsieur Thierry DABRE, Société FLIR-Systems France, Issy-les-Moulineaux.
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LES INFILTRATIONS DANS LES CONSTRUCTIONS:
Ces infiltrations représente un problème crucial.
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Les statistiques montrent, en effet, que ces Infiltrations constituent la
grande majorité des désordres déclarés dans la Construction. Ces Défauts
d’étanchéité représentent près des 2/3 ( 62,3 % ) des sinistres.
Les causes techniques en sont nombreuses mais peuvent se ramener:
- pour 76 %, à l‘exécution des ouvrages,
- pour 10 %, au vice du matériau,
- pour 14 %, à des causes diverses: accidents, sinistre, immixtion fautive du
maître d‘ouvrage ou du propriétaire, ....
Les Ouvrages incriminés :
Ces ouvrages se répartissent en :
Pour :
Ouvrages
dont, plus particulièrement :
pour:
19 %
Façades
- façades lourdes
- autres éléments particuliers
14 %
4%
18 %
Charpente-couverture
- charpente
- couverture en grands éléments
- couverture en petits éléments
2%
3%
10 %
18 %
Menuiseries
- fenêtres & portes-fenêtres
- vitrages
11 %
4%
10 %
Autres équipements
- réseaux d’eau intérieurs au bâtiment
6%
9%
Toitures-terrasses
- toitures accessibles
- toitures non-accessibles
2%
5%
9%
Revêtements intérieurs
- revêtements de murs intérieurs
- revêtements de sols intérieurs
3%
3%
7%
Équipements de Génie
climatique
- distribution / émission de chaleur
- ventilation
2%
3%
4%
Viabilité
- réseaux extérieurs au bâtiment
2%
3%
Ouvrages d’étanchéité
- murs enterrés
3%
L’analyse portera essentiellement sur les infiltrations d’eau par les toituresterrasses et sera étendue, par analogie, aux défauts d’étanchéité des piscines.
Elle se terminera par l’analyse des fuites de canalisations.
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- LES FUITES DE TOITURES-TERRASSES :
Les ouvrages d’étanchéité se répartissent,
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- Selon la Nature des matériaux d’étanchéité ( tous types de supports confondus ) :
en:
- membranes à base de bitume .................................................... 76 %
- membranes synthétiques ( surtout PV ) .................................. 12 %
- asphalte ....................................................................................... 10 %
- systèmes d’étanchéité liquide ..................................................... 2 %
- Selon la Nature du support ( tous types d’ouvrages confondus ) :
en:
- béton ........................................................................................... 60 %
- acier ............................................................................................ 40 %
Deux aspects sont à envisager : les parties courantes et les points
singuliers ( relevés d‘étanchéité, ...).
- Pathologie des parties courantes :
Les causes techniques les plus courantes sont les suivantes :
- Perforations accidentelles :
- fixations d’antennes, clous, oiseaux picorant la feuille de protection métallique,...
- Effet d’entraînement des protections lourdes:
- dilatation thermique de la chape de protection entraînant l’arrachement du revêtement
étanche,
- Déformation des panneaux isolants:
- effet de l’humidité (naturelle ou sous-jacente) pouvant se conjuguer avec un effet
thermique,
- Cloquage et boursouflures du lé d’étanchéité:
- résultant, le plus souvent, de vapeur d’eau résiduelle sous l’étanchéité sans protection
lourde,
- Vieillissement anormal de l’étanchéité:
- effet du rayonnement solaire et des U.V. et micro-faïençage d’aligatorisme à la suite de
la disparition de la protection gravillonnée,
Il est à noter que cette protection lourde de petits cailloux et graviers ne devrait plus
être acceptée, à l’avenir, à la suite des désordres occasionnés par la tempête de 1999.
- Desquamation de la protection minérale :
- particulièrement sensible dans les étanchéités auto-protégées sur bacs acier et isolant,
- Décollement à la jonction des lés d’étanchéité:
- essentiellement liés à des problèmes de pose,
- Fluage des revêtements d’étanchéité:
- sous l’effet de la chaleur, à défaut de protection.
- Pathologie des points singuliers :
Les désordres des relevés d’étanchéité résultent de deux causes techniques principales :
- Fissurations sur relevés:
- déchirure du relevé à la suite de la fissuration du support,
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Il est à noter qu’une fissuration au-dessus du becquet peut entraîner une
pénétration
d’eau derrière le relevé d’étanchéité.
- blessures occasionnées par les dalles sur plots,
- Défauts d’adhérence des relevés:
- support insuffisamment sec,
- état de surface du support : relativement rugueux et pas trop lisse, sans farinage,
Il est rappelé que les relevés d’une certaine hauteur ( > 0.15m) doivent comporter
une
fixation mécanique.
- Engorgement des descentes d’eau d’E.P.:
-naturellement par des feuilles, des corps étrangers ou des dépôts de calcite ( carbonate
de
calcium ) provenant de la chape de protection lourde,
- Défauts de traitement des joints de construction du gros œuvre:
- entraînant la déchirure de l’étanchéité,
Il est à noter le cas particulier des joints plats des terrasses circulables dont le
décaissé doit être traité particulièrement,
- Défaut de traitement des émergences:
- ce problème est celui des relevés.
- Cas particulier des toitures- terrasses végétalisées :
De nombreuses précautions sont à prendre pour réaliser ces ouvrages:
- Revêtement d’étanchéité impénétrable par les racines:
- matériau anti-racines,
- proscrire certains végétaux particulièrement agressifs tels que:
- bambous, chardons, chèvrefeuilles, joncs, lierres, lupins, vignes vierges, .......
- Résistance du support à la surcharge de terre;
- poids spécifique de la terre humide : # 1.800 kg/m3,
- Hauteur des relevés :
- au moins 15 cm au-dessus du niveau de la terre foisonnée,
- Protection des relevés contre les chocs:
- en particulier des outils et matériels d’entretien et de jardinage,
- Joints de construction de gros oeuvre visibles:
- avec relevés, de préférence, de façon à pouvoir les réparer aisément,
- Éviter le colmatage des évacuations pluviales:
- grilles et aménagement empêchant la terre d’être entraînée,
- Évacuations spécifiques des eaux de surface:
- en cas de pluie forte, la terre ne peut pas absorber la totalité des eaux et il faut évacuer
les
eaux de surface.
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- Cas particulier des étanchéités liquides et des films minces
adhérents au support ( FMAS ):
Plusieurs points particuliers déjà relevés précédemment sont à vérifier:
- Fissuration du support:
- Toutes ces étanchéités sont adhérentes et seront donc très sensibles à la fissuration du
support.
- Mauvaises performances sur isolants thermiques,
- Vieillissement des produits,
- Défauts d’adhérence,
- Protection obligatoire,
- Toxicité des solvants et inflammabilité:
- dans le cas particulier des étanchéités liquides.
Les Piscines :
Les questions d’étanchéité se posent aussi pour des ouvrages autres que
les Bâtiments proprement dits et, en particulier, pour les Piscines. Il est intéressant
d’envisager ces pathologies qui seront quelque peu différentes selon que la
Piscine sera Publique ou Privée.
- Les Piscines Publiques :
Ces ouvrages sont réalisés, en général, en béton et sont conçus, le plus
souvent, pour être vidés pour le nettoyage.
Les problèmes rencontrés sont principalement les suivants:
- Pathologies des structures béton:
- fuites du fait de fissurations, tassements, cassures,...
- Vieillissement accéléré des joints d’étanchéité:
- entraîné par l’agressivité des eaux traitées, et remplacement fréquent des joints,
- Vidange sans précautions particulières:
- vidange trop rapide,
- Fixations défectueuses des accessoires:
- scellements incorrects, rouille des éléments scellés,...
- Pathologie des carrelages:
- décollements sous les effets des mouvements de la structure ou du fait de produits de
fixation inadaptés ou de l’agressivité chlorée de l’eau...
- Les Piscines Privées:
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Ces ouvrages sont réalisés de différentes manières qui entraînent des
pathologies particulières.
- Instabilité des structures des piscines en béton:
- ouvrages devant rester en eau et subissant des désordres du fait des poussées des
terres
une fois vidés,
- Pathologie particulière des piscines réalisées en coques ou panneaux
polyester:
- pustules, boursouflures, cloques et même perforation entraînées par osmose comme
cela
se généralise dans les coques polyester des bateaux de plaisance.
- Pathologie particulière des liners:
- le plus souvent, présence de perforations entraînées par la mauvaise qualité du support.
LES FUITES DE CANALISATIONS:
Ne sont évoquées ici que les fuites induites par des problèmes de corrosion
des canalisations.
Ces canalisations peuvent être en cuivre ou en acier galvanisé. Les cas particuliers des canalisations liées au chauffage et des canalisations enterrées seront
aussi envisagés.
- Les Canalisations en cuivre:
Ces tubes de cuivre peuvent être corrodés de l’extérieur ou de l’intérieur.
- Corrosions externes:
- Canalisations encastrées sous dalle, sous fourreau plastique :
- eau froide, principalement, et eau chaude, accessoirement:
- Origines:
- Humidité:
- corrosion entraînée par la présence d’eau dans les gaines, du fait de leur absence
d’étanchéité ou de leurs débouchés hors sol anormaux.
Il est à noter que les D.T.U. 60.5 et 65.10 précisent bien les conditions de mise en
oeuvre des fourreaux et de leurs débouchés. qui doivent dépasser du sol de 10 mm
dans
les pièces sèches et de 30 mm dans les pièces humides.
- Agents agressifs:
- les eaux traversant les dalles ou carrelages sont souvent agressives du fait des produits
de
nettoyage de ceux-ci,
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- Points bas:
- les perforations se produisent plutôt dans les points bas des réseaux.
- Corrosions internes:
- Canalisations d’eau froide et d’eau chaude:
- Natures:
- Corrosion uniforme:
sur
- corrosion induisant de l’eau bleue visibles sur des canalisations d’eaux assez douces
des installations de grand luxe:
Ces désordres sont assez rares en Région Parisienne mais fréquents en Bretagne
et
en Normandie, par exemple.
- Érosion:
- particulièrement sensible dans les circuits bouclés à vitesse de circulation trop élevée:
- 5 m/s en régime intermittent et 2 m/s pour des périodes de plus de 15 minutes,
- la vitesse doit être la plus faible possible et ne doit pas excéder 0.5 m/s dans les
tubes de plus petit diamètre.
- Pitting 1:
- bien connu dans les années 1970-1980, a depuis pratiquement disparu:
- Eaux froides minéralisées et tubes présentant des traces carbonées ( recuits ou écrouis
brasés ),
- Pitting 2:
- ne se retrouve plus en France,
- eaux chaudes, peu minéralisées,
- Dépôts exogènes:
- développement de bactéries, résidus de flux de décapage,
- Fatigue:
- canalisations bridées,
- Corrosion inter-granulaire:
- phénomène assez rare de rupture ou fissuration de tubes sous gaines et dont les joints
ont
été attaqués par des éléments ammoniaqués,
- Gel:
- rencontré, plus particulièrement, dans les résidences secondaires,
- Les Canalisations en acier galvanisé:
Ce matériau est très utilisé pour des distributions d’eau froide ou chaude.
La protection contre la corrosion est assurée par la galvanisation par les couches
successives de dépôt protecteur qui se déposeront sur le zinc.
Avant que les tubes soient percés, deux symptômes montrent la présence de
corrosion:
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- l’ Effet de sable: ( recueilli au robinet, provenant des premiers dépôts qui ne se font pas
),
- l’ Eau rouge: ( dénotant la présence de rouille ).
Cette corrosion se développe dans les conditions suivantes:
- Eaux froides et chaudes :
- Eaux fortement chargées, dures,
- Exploitation irrégulière ( avec forte stagnation ),
Dans le cas des eaux chaudes, il existe des conditions supplémentaires:
- Présence de bras morts :
- rencontrés le plus souvent dans des installations collectives (maisons de retraites ou de
personnes âgées, par exemple ), et qui entraînent, parallèlement le développement de
légionellose.
- Température trop élevée ( > 50 °C ),
- Présence de cuivre en amont.
- Circuits de chauffage :
Cas particulier des radiateurs en acier percés par corrosion du métal:
La corrosion est localisée aux endroits critiques: points bas, jonctions des
tôles,... avec, même en cas d’eau moyennement minéralisée, des dépôts d’oxydes
de fer essentiellement,
Cette corrosion dans un circuit fermé résulte essentiellement d’échanges
électrochimiques.
Cette interaction Métal-Eau se traduit par :
- Anode
:
Fe
→ Fe
2+
+ 2e
-
- Cathode :
1/2 O2 + H2O → 2 OH + 2 e
- Bilan
3 Fe + 2 O2 → Fe3 O4
et formation de CaCO3 avec corrosion localisée sous les dépôts.
:
-
-
Dans les réseaux de chauffage, les traitements curatifs ou préventifs sont
possibles, Ils sont simples et consistent essentiellement en injection de produits ad
hoc dans l’eau. Ces traitements doivent être surveillés régulièrement, au moins
une fois par an.
- Canalisations enterrées :
Des fuites peuvent apparaître sur des réseaux de chauffage en tubes
polyéthylène enterrés ou encastrés. Elles proviennent principalement de défauts
d’installation.
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LES TECHNIQUES DE RECHERCHE
Ces techniques de recherche s’appliquent aux fuites en matière d’étanchéité de toitures-terrasse et de canalisations.
- Les Toitures-terrasses :
Six méthodes principales peuvent être mises en oeuvre avec des champs
d’application différents selon la nature même de l’étanchéité.
- Les injections de fumigène:
Ce procédé est le plus couramment utilisé, mais n’intéresse que les
étanchéité indépendante.
Un fumigène est injecté sous la membrane d’étanchéité, sous une pression
convenable. Il ressort au droit des perforations de celle-ci.
Les échappements sont donc visibles et les constatations immédiatement
contradictoires.
Cette technique ne peut être mise en oeuvre qu’avec précaution car la présence de filtres ( protection lourde ou terre ) ou même d’eau peut, très facilement,
fausser les résultats.
- Les injections d‘hélium:
Ce procédé est plus sur, surtout dans le cas d’étanchéité semiindépendante.
Le gaz est injecté à très faible pression sous la membrane et, comme
précédemment, peut donc s’échapper par les trous. Beaucoup plus léger que l’air (
7 fois ), ce gaz va monter verticalement. Avec un détecteur convenable
l’emplacement de la fuite sera déterminé aisément. Cette méthode peut être
utilisée sous des complexes arborés ou des protections lourdes telles que béton
jusqu’à 20 cm environ.
Il faut noter que cette méthode nécessite évidemment un matériel spécialisé.
Il existe une variante de cette méthode qui remplace l’hélium par de l’hydrogène
à 5 %.
- Les impulsions électriques:
Cette méthode n’exige pas de perforations du film étanche, contrairement
aux méthodes précédentes.
Les pôles d’un générateur électrique sont reliés au bâtiment: le positif, au
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support, le négatif sur la membrane. Le champ électrique qui se créé à chaque
perforation peut être détecté à l’aide d’un appareillage spécifique promené sur la
terrasse.
Cette méthode peut s’utiliser sur les terrasses arborées et les films PVC. Elle
peut s’utiliser sur des étanchéités collées en plein.
- Les insufflations d’air:
Cette méthode s’utilise sur des complexes non adhérents et nécessite une
mise en eau de la terrasse.
- La mise en eau colorée:
Un produit spécifique (aluminate ) est injecté dans l’eau. Ce produit n’est
visible qu’aux U.V. Les taches ne seront pas visibles normalement mais facilement
détectables et identifiables.
- La thermographie infra-rouge:
La principale et première application de cette méthode, dans le bâtiment,
intéressait les déperditions et les bilans thermiques.
Par la suite, il est apparu que cette méthode permettait de détecter des fuites, à
distance sans contact. La présence d’eau entraîne un faible gradient de
température identifiable par une caméra infra-rouge de bonne sensibilité et de
bonne résolution.. Elle pouvait donc être utilisée pour la recherche de fuites en
toitures-terrasses, les films vidéo obtenus permettant de localiser ces fuites avec
précisions.
Il apparaît toutefois que les fuites en toitures-terrasses ne
- Observation:
proviennent pas toujours de l’étanchéité. Celle-ci peut être parfaitement étanche et
la fuite proviendra de la maçonnerie.
Cet aspect ne peut être négligé et des investigations doivent être faites en ce
sens. Les systèmes hélium ou fumigène peuvent être utilisés avec succès.
- Les Canalisations :
Avant toutes recherches, il peut être nécessaire de retrouver les tracés
des canalisations, qu’elles soient enterrées ou directement encastrées dès lors que
les plans de récolement sont inexistants.
- Préalables:
Ces repérages peuvent être réalisés, selon le cas, par une méthode magnétique ou acoustique.
- Méthode magnétique:
La canalisation, dont l’une des extrémité est accessible, est soumise à un
champ magnétique. Des mesures faites permettent de retrouver le tracé de cette
canalisation.
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- Méthode acoustique:
Le mouvement de l’eau génère des bruits qui sont captés à l’aide de micro
à forte sensibilité.
- Recherches:
Ces préalables réalisés, il est possible de procéder à la recherche des
fuites. Les méthodes de recherche principales peuvent être ramenées à cinq.
- La mise sous pression:
La canalisation est mise sous pression : 5 bars environ. Cette méthode est
bien connu des plombiers. Elle permet de dire s’il y a fuite ou pas, mais pas
de la situer précisément.
- Les injections d‘hélium:
Ce procédé déjà évoqué pour la recherche des fuites des toitures-terrasses est utilisable ici.
- L’écoute acoustique directe:
Le micro sensible évoqué précédemment ( qui amplifie le son 1.500 fois)
permet de distinguer directement les différents bruits et de bien situer les fuites.
- La méthode acoustique:
Cette méthode est surtout employée pour les canalisations enterrées de
fort diamètre qui se retrouvent dans les réseaux de distribution générale d’eau.
Des micros sont installés à chaque extrémité de la canalisation et, compte tenu
de la longueur de celle-ci, un mini-ordinateur déduit la position exacte de la fuite.
Il convient de noter que cette méthode est peu fiable pour des réseaux de
chauffage par le sol, par exemple, dont il est très difficile de déterminer la position
des serpentins et la longueur de canalisation.
- Les injections d’eau colorée:
L’aluminate, évoqué précédemment, est injecté dans l’eau et les traces
des fuites ne sont visible qu’aux U.V.
- La thermographie infra-rouge:
Cette méthode évoquée dans la recherche des fuites de toitures-terrasses donne sa meilleure utilisation pour la recherche des fuites de canalisations
pour laquelle elle avait été initialement mise au point. Elle permet d’opérer sans
perturber les installations.
Il est à noter que cette technique intéresse, outre les problèmes de fuites de
toitures-terrasses ou de canalisations, divers domaines tels que: isolation
thermique, ponts thermiques, chauffages par le sol hydrauliques ou électriques,...
- L’endoscopie:
Cette méthode, très intéressante s’applique dans le cas de canalisations
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dissimulées : vides de construction, double-cloisons, caissons de chute,...
Son intérêt réside dans la vue directe et immédiate de la canalisation.
Elle peut aussi être utilisée à l’intérieur de canalisations dès lors que leur
diamètre le permettra.
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- LES ASSECHEMENTS:
La réparation des fuites comporte la reprise de la perforation incriminée
pais aussi l’élimination de l’eau infiltrée.
Il en est ainsi, particulièrement, dans les fuites en toitures-terrasses où l’eau
peut s’accumuler sous l’étanchéité ou dans l’isolant sous-jacent.
Des assèchements sont possibles. Ils représentent des économies certaines
dans les travaux de reprise car ils permettent de conserver les ouvrages en cause
et peuvent être réalisés en maintenant l’occupation des lieux.
Ces assèchements sont réalisés par insufflation d’air chaud déshydraté;
Sont ainsi traités, par exemple, les supports ou les isolants sous membrane,
les vides du faux plafond,... et, par voie de conséquence, les gaines techniques...
Cette méthode est aussi utilisée pour assécher les locaux après dégâts des
eaux. Par exemple pour l’assèchement complet des lames d’un parquet sur
lambourdes.
- CONCLUSION :
La recherche de fuites de toitures-terrasses ou de canalisations exige le
plus souvent des moyens techniques importants et spécialisés. Il ne faut donc pas
hésiter à faire appel à des spécialistes dont les interventions, quelque soit leur
coût, permettent de maintenir ces investigations dans des limites budgétaires
raisonnables et admissibles.
Ces techniques devront être appréciées avec soin, mais il faudra toujours
vérifier, au préalable, si les fuites en toitures-terrasses ne proviennent pas de
l’étanchéité mais des ouvrages de maçonnerie voisins.
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Le Collège National des Experts Architectes Français présente, par avance,
aux
Intervenants et aux Participants toutes ses excuses pour les erreurs ou les omissions qui pourraient
s’être glissées involontairement dans cette Synthèse,
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à Paris, le 21 Mars 2003