Projet ANR-11-VILD-0005 – HUMIBATex : Comment prédire les désordres causés par l'humidité? Quelles solutions techniques pour rénover le bâti existant
Programme : Bâtiments et villes durables (BVD)
Année de financement : 2011
Coordinateur du projet : Madame GARNIER Géraldine (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment)
Partenaires : ALDES AERAULIQUE; Cerema Direction Territoriale Ouest; Centre d'Energétique et de Thermique de Lyon; Centre scientifique et technique du bâtiment; Cerema Direction Territoriale Centre-Est; Laboratoire d'Étude des Phénomènes de Transfert et de l'Instantanéité : Agro-Ressources et Bâtiment; Laboratoire Optimisation de la Conception et Ingénierie de l'Environnement; Cerema Direction Territoriale Est; SAINT-GOBAIN ISOVER; VENTILAIRSEC
Montant : 927978.0 euros
Date de début : 2011
Durée : 48 mois
Résumé : Comment prédire les désordres causés par l’humidité ? Quelles solutions techniques pour rénover le bâti existant ?Un guide de solutions de réhabilitation sera réalisé à partir des résultats de mesure de cette étude et complété par des simulations de configurations proposées lors de l’analyse du parc bâti existant. Ce guide sera accessible par les professionnels du bâtiment sous forme papier ou numérique. Ainsi le maître d’ouvrage ou le maître d’œuvre aura à sa disposition un guide proposant des solutions de réhabilitation vérifiées et validées et une méthodologie pour les déterminer.
Outil de de prédiction des désordres causés par l’humidité et solutions techniques pour rénover le bâti existant sous forme d'un guide technique.Objectifs du projets :• Elaborer un guide de solution de réhabilitation et description d’une méthodologie de validation de solutions adéquates de réhabilitation pour les solutions non répertoriées dans le guide.• Elaborer un outil d’aide à la décision articulant les différents modèles existants (climat intérieur, ventilation, perméabilité, occupation, paroi, etc.) et répondant à la question : « est-ce que des désordres liés à l’humidité  sont générés par la réhabilitation envisagée ? »• Une base de données hygrothermiques sur un certain nombre de matériaux manquants dans les modèles actuels (murs anciens, isolants naturels…)          Points forts:  L’élaboration d’un outil et en parallèle la publication d’un guide pratique d’aide à la rénovation.• La mise au point d’un outil global qui prend en compte les transferts couplés « chaleur-humidité-air » ainsi que l’impact de la ventilation et la santé des occupants. Aucun modèle ne peut prédire pour l’instant les désordres causés par l’humidité d’une manière si globale.
Vers l'élaboration du guide d'aide à la réhabilitation des bâtiments existants et description de la méthodologieLa démarche scientifique repose sur un état de l’Art préalable (transferts hygro-thermo-aéraulique et outils existants pour les étudier), puis la mise en place d’un outil alimenté par des données réelles mesurées à une triple échelle : le matériau, la cellule expérimentale, les bâtiments réels avant et après rénovation. Un panel de bâtiments pilotes, suivis avant et après réhabilitation, permettront la prise en compte dans le projet HUMIBATex des conditions réelles :• D'occupation et de climat intérieur.• De climat extérieur et d'implantation du bâtiment dans le site.• De mise en œuvre des produits de réhabilitation en conditions chantier.Ces mesures sur sites réels permettront de contribuer à la validation de l’outil HUMIBATex. Le projet prévoit de caractériser des matériaux s'ils sont nécessaires comme données d'entrées des modèles pris en compte pour concevoir l'outil. En parallèle, une cellule expérimentale sera construite sur le site du CETE Ouest pour permettre l’étude à la fois globale et détaillée du comportement hygrothermique à l’échelle de la paroi et du bâtiment. Le but étant de générer un outil, basé sur les modèles et les logiciels de simulation existants, étant capable de prédire les consommations énergétiques, le confort des occupants et les risques de pathologies liés à l’humidité après une rénovation. La validation du modèle développé se fera donc à partir de l’instrumentation de différents bâtiments réels occupés après réhabilitation et de la cellule expérimentale. Les enseignements obtenus (avant/après rénovation) des travaux précédents permettront d’établir un guide d’aide à la réhabilitation des bâtiments existants. Ce guide sera complété par des simulations de configurations proposées lors de l’analyse du parc bâti existant.
Résumé de la soumission : La réhabilitation des bâtiments existants est un enjeu majeur pour réduire d’un facteur 4 les émissions de gaz à effet de serre.Pour que cet effort soit consenti par tous il faut proposer des solutions techniques complètes (isolation, ventilation) et acceptables pour les professionnels. Ces solutions doivent apporter des réponses aux réductions énergétiques mais également au confort des occupants et à la durabilité de la solution proposée.Lors de réhabilitations, le principal risque, mal appréhendé à l’heure actuelle tant dans les pratiques que dans la réglementation, réside dans une dégradation lente et irréversible de certains composants sensibles à l’humidité (poutres en bois, pierres tendres, enduits anciens, etc.). Cette dégradation peut, dans certains cas, conduire à l’effondrement de tout ou d’une partie du bâtiment.L’humidité a en effet toujours été l’ennemi numéro un du bâtiment. Moisissures, pourriture du bois, corrosion des métaux sont parmi les effets courants des liaisons dangereuses qu’entretient l’eau avec les matériaux et les ouvrages.Pour apporter des solutions viables, notre projet s’inscrit dans une démarche de rénovation énergétique « globale » du parc de bâtiments existants, en distinguant les époques et les modes constructifs (principalement « bâti ancien » d’un côté, « bâti moderne » de l’autre) et en cherchant à coupler les aspects liés :-	à l’amélioration thermique de l’enveloppe (parois courantes et liaisons), -	aux transferts hydriques au travers de l’enveloppe,-	à la ventilation et à la perméabilité à l’air,-	aux conséquences des effets de l’humidité sur les émissions des matériaux et sur les risques de moisissures.Cette étude propose de réaliser un guide d’aide à la réhabilitation des bâtiments existants en proposant des solutions adaptées. Ce guide sera accessible par les professionnels du bâtiment.Pour valider ces solutions, un outil articulant les modèles et modules de simulations existants capables de prédire les consommations énergétiques, le confort des occupants et les risques de pathologies liés à l’humidité après rénovation sera développé.Cet outil sera validé par des mesures in situ avant et après rénovation sur des bâtiments réels et occupés et par des mesures sur une cellule expérimentale à construire.La cellule expérimentale permettra des expérimentations en conditions climatiques artificielles, pour mieux comprendre les phénomènes de transferts et en conditions climatiques réelles.Les données d’entrée étant indispensables aux simulations, une liste des caractéristiques nécessaires aux modèles sera réalisée sur la base des éléments existants et complétée si nécessaire par des mesures directement sur les produits.Le guide sera réalisé à partir des résultats de mesure de cette étude et complété par des simulations de configurations proposées lors de l’analyse du parc bâti existant. Ainsi le maître d’ouvrage ou le maître d’œuvre aura à sa disposition un guide proposant des solutions de réhabilitation vérifiées et validées. Si le guide n’est pas suffisant, les outils développés dans cette étude permettront de répondre à sa requête.
Résultats : Les travaux effectués au cours des 30 mois du projet concernent les tâches suivantes :
- Tâche 1: Etat de l’art, définition d’une typologie 
Le livrable se présente en 3 grandes parties:
• Bâtiments : Typologies et Pathologies
• Mesures : Matériaux, Parois, Bâtiments
• Modélisations hygrothermique et aéraulique dans le bâtiment
- Tâche 2_Sous tâche 2.1: Sélection de bâtiments types et sous tâche 2.2 : Diagnostic préalable et suivi avant rénovation
6 bâtiments ont été sélectionnés et instrumentés pour un suivi avant et après rénovation: CEREMA DTer-Ouest : Résidence Le Pin-Angers, Maison 1800 schiste-Angers; DTer-Lyon : Ferme en pierre calcaire Grandecourt- Fermette en pierre calcaire-St Forgeot; DTer-Est: Maison 1930 Colmar- Maison 1800 Waldighoffen 
- Tâche 3 : Collecte des échantillons de matériaux
Cette tâche a débuté par l’identification de la capacité de mesure de chaque laboratoire (CETHIL, LaSIE et CSTB) et par la définition de la taille des échantillons nécessaires pour la cellule expérimentale et pour les bâtiments réels. Les mesures sur les échantillons issus des bâtiments réels sont en cours.
- Tâche 4_Sous tâche 4.1 : Mise en place de la cellule expérimentale
La cellule expérimentale sera construite selon le scénario « Pan de bois + torchis » après analyse des critères « Risques pathologies/Mesures-modélisation/séchage des matériaux/économique. La fabrication de la cellule n'a pas commencée, le changement de statut des CETE n'a pas permis d'engager les travaux; du retard est à prévoir.
- Tâche 5_Sous tâche 5.1 : Etude du couplage des modèles
Les modules existants,  les entrées et les sorties du modèle global, l'environnement de modélisation ont été définis.
Perspectives : Le livrable concernant l’état de l’art sur les mécanismes de transferts, les pathologies, les moyens de simulations et de mesures sur les bâtiments existants est un document très complet qui pourra servir de référence pour d’autres études.
Publications et brevets : 1. Poster présentation du projet HUMIBATex –Avril 2012 SIMUREX, Cargèse
2. L’humidité dans les bâtiments :Pathologies et paramètres gouvernants. IBPSA - Chambéry