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Sous le point de rosée la nuit : condensation et algues sur façades isolées

6 min de lecture

Des algues sur une façade fraîchement isolée font penser à un défaut d’isolation. En physique du bâtiment, il s’agit d’un problème de surface : la mince couche extérieure d’un système composite d’isolation thermique par l’extérieur (ITE, en allemand WDVS) est découplée thermiquement de la maçonnerie chaude et se refroidit vers le ciel nocturne. BauNetz Wissen relève que ces dégradations n’ont aucune incidence sur l’efficacité des systèmes d’isolation ; visuellement, elles sont cependant souvent considérables.

Ce qui se passe la nuit à la surface extérieure

Un ITE isole thermiquement les éléments massifs. Comme il ne possède lui-même aucune masse d’accumulation, la façade se refroidit la nuit surtout par rayonnement, sous la température de l’air, et de la condensation se dépose. D’après les études du Fraunhofer IBP (Bausubstanz 2/2018), les nuits claires sont déterminantes ; le franchissement nocturne du point de rosée ne dépasse alors souvent que quelques dixièmes de degré.

Le Fraunhofer IBP a réévalué en 2001 des mesures en extérieur réalisées à l’automne 1994 sur une maison d’essai. Le mur ouest comportait 80 mm d’ITE sur 240 mm de brique silico-calcaire (U = 0,41 W/m²K), les murs de comparaison étaient en brique légère alvéolée de 365 mm (U = 0,51 W/m²K). Les mois de septembre et d’octobre ont été évalués.

Résultat : la température de surface de l’ITE est tombée, par rayonnement nocturne, sous la température de l’air extérieur, alors que celle du mur monolithique orienté au sud est restée au-dessus. Une condensation nocturne fréquente n’était à prévoir qu’avec l’ITE, et seulement dans des situations exceptionnelles avec les murs monolithiques.

De la condensation au dépôt d’algues

Les micro-organismes s’installent lorsque la surface reste humide en permanence, et cette humidité provient, selon BauNetz Wissen, principalement de la condensation. D’après l’état actuel des connaissances, ce qui compte n’est pas la quantité de condensat, mais l’eau disponible à la surface pour les micro-organismes, au moins au début de la croissance. La saison critique est l’automne ; en hiver, il fait trop froid, en été, trop sec. Selon l’IBP, la condensation ne conduit à une colonisation dans de nombreux cas qu’en combinaison avec de l’eau de pluie adhérente ; condensation et pluie battante s’additionnent donc.

  • Les façades nord et ouest sont particulièrement sensibles. Selon l’IBP, seule la condensation nocturne explique que la façade nord, peu exposée à la pluie battante, soit aussi touchée.
  • Les enduits de finition hydrophobes n’absorbent pas l’eau ; elle forme des gouttes et sèche très lentement.
  • Au-dessus d’une cheville en plastique, les flux thermiques sont plus élevés et la surface de l’enduit y sèche plus vite. Les algues n’y trouvent pas de conditions de vie, et les chevilles se dessinent.
  • D’après le calcul de l’IBP, la durée de condensation ne pourrait être nettement réduite qu’avec des épaisseurs d’isolant inférieures à 8 cm, ce que les auteurs jugent inapplicable.

En même temps : la plupart des ITE réalisés restent sans dommages. Seul un faible pourcentage présente une colonisation justifiant une réclamation.

Ce que les concepteurs connaissent pour y remédier

Approche Principe Appréciation
Biocides dans l’enduit et la peinture tuent les micro-organismes les substances actives sont lessivées et polluent l’environnement ; côté exposé aux intempéries, l’efficacité est limitée
Enduit minéral plus épais et hydrophile plus de masse d’accumulation ; les enduits hydrophiles absorbent l’humidité immédiatement mesure après une nuit claire : sur un ITE standard à peinture blanche, presque deux fois plus d’eau que sur un enduit épais blanc ; par calcul, franchissement du point de rosée réduit de 20 % au plus
Teintes plus foncées plus de gain radiatif pendant la journée par calcul, la façade foncée passe sous le point de rosée à peu près en même temps que la blanche ; masque une faible colonisation
Accumulateurs de chaleur latente (PCM) la décharge lors de la baisse de température retarde la formation de condensation par calcul, jusqu’à 70 % de franchissement du point de rosée en moins, efficace en extérieur seulement certaines années
Peinture à la résine de silicone superhydrophobe l’eau perle et s’écoule surfaces d’essai de l’IBP après trois ans : colonisation par les algues non constatée, faible avec d’autres produits sans biocide
Peintures à faible émissivité (réfléchissant l’infrarouge) baisse de température nocturne moindre voir ci-dessous
Débords de toit moins de pluie battante à décider en cohérence avec le concept architectural

Les pourcentages ne sont pas comparables entre eux. Les valeurs pour l’enduit épais, la peinture IR et les accumulateurs de chaleur latente sont des effets calculés pour la période de septembre à octobre ; la valeur mesurée pour l’enduit épais provient d’un matin après une nuit claire. Qui évalue une mesure devrait donc s’interroger sur les conditions aux limites et l’orientation, et non sur le chiffre le plus élevé.

Faible émissivité : ce qui a été mesuré

L’idée est simple en physique : réduire le rayonnement de grande longueur d’onde réduit la baisse de température nocturne. Le calcul de l’IBP retient pour cela un coefficient d’émission de 0,6 au lieu de 0,9 ; la température de surface calculée de l’ITE est restée, pendant la nuit claire de septembre considérée, toujours au-dessus de la température du point de rosée. L’article Ce que décrit l’émissivité explique ce que signifie réellement une émissivité pour des éléments de construction.

En extérieur, les premières peintures ont montré environ 50 % de condensat en moins sur la façade ouest, mais ont perdu leur aspect en quelques mois par altération des paillettes d’aluminium et sont devenues argentées. Deux systèmes perfectionnés, appliqués fin 2011 et trois ans plus tard, ont été testés sur le mur ouest et le mur nord.

Sur le mur nord, le système beige-gris a réduit la durée de condensation d’environ 25 % lors des périodes d’automne, hormis la première, le système bleu-gris de 10 et 18 %. Le système bleu-gris n’a montré aucun effet d’argenture après deux ans d’exposition aux intempéries. Les auteurs en concluent qu’une réduction d’environ 25 % pourrait éviter la plupart des problèmes. L’une des quatre auteures et auteurs est directrice technique d’une fabrique de peintures.

Les limites de l’évaluation de surfaces extérieures par caméra thermique sont expliquées dans l’article Ce qu’une image thermique prouve.

Ce qui reste ouvert

BauNetz Wissen note que le développement de mesures appropriées contre la colonisation par les algues et les lichens n’est pas achevé. Les données de l’IBP sont des séries de mesures sur un seul site, lors de quelques périodes d’automne ; l’efficacité dépend du système, de l’orientation et de la météo de l’année. Pour la conception, cela signifie : une mesure isolée n’élimine pas le risque ; elle réduit la durée de condensation et l’apport d’eau. Reste surtout ouverte la question de savoir lesquelles de ces approches ont fait leurs preuves sur dix ans et plus sur de vraies façades.

Qui mesure sur l’ouvrage doit connaître l’ordre de grandeur : pour un franchissement de quelques dixièmes de degré, la précision de mesure décide de la validité du constat. Pour ses mesures en extérieur, l’IBP a étalonné chaque capteur individuellement avant la mise en place.

Sources

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