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Rapport technique :
Analyse Hygrothermique d'un mur horssol, structure de béton
Travail pratique #2.2
Technologie de l’architecture
221.A0
Calculs
(221-D50-CH)
29/03/2011
Présenté à :
Mme. Sabrina Dumoulin
Par :
Charles Leblanc
I
Introduction
Dans le cadre du cours Projet III — Bâtiment — Structure de Béton, nous avons reçu le
mandat de concevoir un bâtiment qui servira de future résidence pour accueillir les
athlètes des prochains jeux du Québec. À l'aide des compétences acquises lors du cours
de calcul, j'effectuerai l'analyse hygrothermique de l'enveloppe de notre bâtiment plus
précisément le mur hors-sol. Le document suivant se divise comme suit : une
description détaillée de la composition du mur hors-sol, Calculs des gradients
thermiques, présentation des courbes de pressions de vapeur d'eau, une analyse par
l'interprétation des résultats et pour conclure, je présenterai mes recommandations
pour voir quels changements pourraient être apportés afin d'améliorer l'hygrométrie de
mon mur hors-sol.
Composition du mur hors-sol
Mur extérieur type :
- Panneau de béton préfabriqué "Saramac " 127 mm
- Espace d'air 50 mm
- *Isolant polystyrène extrudé rigide "Owens Corning" 75 mm
- *Pare-vapeur/pare-air "Duchesne" 0,15 mm
- Bloc de béton armé rempli de béton 140 mm x 150 mm
- Montant métallique 41 mm @ 400 mm c/c
- Panneau de gypse 13 mm
* Voir fiches techniques en annexe.
Tableau des résistances hygrothermiques
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Composition et représentation graphique du mur hors-sol (vue en coupe):
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Calculs des gradients thermiques
Variables :
∆T°T : Delta température total
T°a : Température ambiante
∆T° : Delta température du matériau
% R.S.I. : Pourcentage R.S.I.
T° int. : Température intérieure
% R.S.I.T : Pourcentage R.S.I. total
T° ext. : Température extérieure
R.S.I. : Résistance thermique du matériau
T°a int : Température ambiante intérieure R.S.I. : Résistance thermique du matériau
R.S.I.T : Résistance thermique totale
Formules:
R.S.I.T = R.S.I.1 + R.S.I.2 + R.S.I.3 +…
R.S.I.T = % R.S.I.T
% R.S.I. T = % R.S.I.1 + % R.S.I.2 + % R.S.I.3 +…
% R.S.I.1 = (% R.S.I. T * R.S.I. 1)/ R.S.I.T
∆T°T = ∆T°1 + ∆T°2 + ∆T°3 +…
% R.S.I. T = ∆T°T
∆T°T = T° int. - T° ext.
∆T°1 = (∆T°T * % R.S.I.1)/ % R.S.I.T
T°a1 = T°a int. - ∆T°1
T°a ext. = T°a int - T°a 1 - T°a 2 - T°a 3 - …
Calculs (gradients thermiques):
1) % R.S.I. T = ∆T°T
2) ∆T°T = T° int. - T° ext.
3) ∆T°1 = (∆T°T * % R.S.I.1)/ % R.S.I.T
4) T°a1 = T°a int. - ∆T°1
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5) T°a ext. = T°a int - T°a 1 - T°a 2 - T°a 3 - …
1) 100 % = 51 °C
2) 51 °C = 21°C - (-30°C)
3) 0,44°C = (51°C * 0,87%)/ 100 % T
4) 19,22 °C = 21°C - 1,78°C
5) -30°C = 21°C - 1,78°C - 1,19°C - 2,67°C - …
Coupe de mur avec courbe des gradients thermiques :
point de rosée :
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Calculs des gradients de P.V.R.
Variables :
∆P : Delta température
P.V.R. : Pression de Vapeur réelle
P.V.S. : Pression de Vapeur saturée
R.H. : Résistance hygrométrique
R.H.T : Résistance hygrométrique totale
∆PT : Delta Pression total
H.R. int. : Humidité relative intérieure
H.R. ext. : Humidité relative extérieure
P.V.R. ext. : Pression Vapeur réelle extérieure
P.V.R. int. : Pression Vapeur réelle intérieure
% R.H.T : Pourcentage résistance hygrométrique total
% R.H. : Pourcentage résistance hygrométrique
Formules:
% R.H.T = ∆PT
R.H.T = R.H.1 + R.H.2 + R.H.3 +…
% R.H.1 = (% R.H.T* R.H.1)/ R.H.T
% R.H.T = % R.H.1 + % R.H.2 + % R.H.3 +…
∆PT = P.V.R. int. - P.V.R. ext.
P.V.R. ext = P.V.R. int. - ∆P1 - ∆P2 - ∆P3 - …
∆P1 = (∆PT*% R.H.1)/ % R.H.T
P.V.R. int = (P.V.S.* H.R. int./100)
P.V.R. ext = (P.V.S.* H.R. ext./100)
Calculs (gradients P.V.R.):
1) % R.H.T = ∆PT
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2) ∆PT = P.V.R. int. - P.V.R. ext.
3) P.V.R. ext = P.V.R. int. - ∆P1 - ∆P2 - ∆P3 - …
4) ∆P1 = (∆PT*% R.H.1)/ % R.H.T
5) P.V.R.2 = P.V.R.1 - ∆P2
1) 100% = 964,01 pa
2) 964,01 pa = 994 pa - 30 pa
3) 30 = 994 - 0 - 0,67 - 0 - …
4) 14,44 pa = (964,01 pa*1,47%)/ 100%
5) 227,0 pa = 979 pa - 752,11 pa
Coupe de mur avec courbe P.V.R. et P.V.S.
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Pour tracer la courbe de pression de vapeur à saturation, j'ai utilisé le tableau de
pression de vapeur d'eau à saturation pour différentes températures. Après avoir trouvé
le gradient thermique de chaque matériau, je me suis référé au tableau nommé
précédemment pour connaître la pression exercée à sa température. Pour les
températures au-dessus de 0 °C, j'ai utilisé la pression au-dessus de l'eau et lorsque la
température était en dessous de 0 °C, j'ai utilisé la pression au-dessus de la glace. Ces
données permettaient de tracer la courbe de pression de vapeur à saturation.
Analyse
En ce qui concerne les mouvements d'air, ces effets son minimisés puisque nous avons
un pare-air/pare-vapeur de plus il y a une chambre de pression derrière les panneaux de
bétons préfabriqués que permet d'équilibrer la pression. Pour ce qui est de la diffusion
de vapeur d'eau, elle ne cause aucun problème puisque les courbes P.V.R. et P.V.S. ne se
croisent à aucun moment dans la composition de notre mur. En ce qui concerne le point
de rosée, dans la courbe des gradients thermiques, il se situe à 7°C ce qui ce trouve à
être à l'extrémité intérieure de l'isolant rigide donc puisque l'isolant est trop dense pour
permettre à la vapeur d'eau de migrer correctement, sa diffusion n'affecte aucunement
notre système enveloppe.
Conclusion
Pour finir, je crois que le mur hors-sol de notre bâtiment répond à toutes les normes qui
lui sont appliquées, car en plus de respecter le R.S.I. exigé par le C.M.N.E.B., il est très
bien conçu pour résister aux inconvénients que peut causer la vapeur d'eau.
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