La diffusion de vapeur d'eau
Molécules de vapeur d'eau
Une molécule de vapeur d'eau a une grandeur d'un dix millionième de millimètre (0,0000001 mm). Elle est donc absolument invisible. Ceci explique pourquoi la vapeur d'eau pénètre sans problème à travers des matières que nous tenons pour absolument imperméables. Si le récipient était en matériau poreux au lieu de verre, la pression d'équilibre serait établie en peu de temps. Les molécules de vapeur d'eau pénétreraient à travers les parois du récipient. Ce phénomène est appelé la diffusion de vapeur d'eau. Selon les parois, la diffusion de vapeur d'eau est confrontée à une résistance plus ou moins élevée. La valeur caractéristique est le facteur de résistance à la diffusion μ (lire mu). Ce chiffre indique de combien de fois la résistance à la diffusion du matériau est plus élevée que celle d'une couche d'air d'épaisseur équivalente.
Bon à savoir!
- Le facteur de diffusion de l'air est de μ = 1
- Le facteur de diffusion de la laine minérale est de μ = 1,5
- Le facteur de diffusion d'un pare-vapeur, comme par exemple l'Ampatex DB 90 est de μ = 60’606
- Le facteur de diffusion d'une barrière-vapeur, comme par exemple le Sisalex 514 est de μ = 5'770'000
La résistance à la diffusion
Valeur sd
En considérant ainsi le pare-vapeur Ampatex DB 90, qui atteint une valeur μ importante de 60'606, l'épaisseur de la couche d'air ayant une diffusion équivalente est donc relativement modeste sd = valeur μ x épaisseur en m = 60'606 x 0,00033 = 20 m
Facteurs sur la pénétration de vapeur d'eau
La quantité de vapeur d'eau pénétrant dépend:
1. Du facteur de résistance à la diffusion (μ)
2. De l'épaisseur de la couche du matériau (d)
3. De la température de l'air (ϑL) à l'intérieur et à l'extérieur
4. De l'humidité relative de l'air (ϕ ) à l'intérieur et à l'extérieur (gradient de la pression de vapeur)
Le facteur de résistance à la diffusion
Le facteur de résistance à la diffusion μ est une constante du matériau et est indépendant de l'épaisseur de la couche. Dans la pratique, sur le chantier, ce facteur n'est donc pas important car chaque matériau possède une épaisseur différente. Nous comparons donc la résistance de diffusion d'un matériau conventionnel de la construction (par exemple un béton de 20 cm) avec la résistance d'une couche d'air d'un mètre d'épaisseur. Cette valeur est définie comme l'épaisseur de la couche d'air ayant une diffusion équivalente sd en mètre (m).
Diffusion de vapeur
La condensation de vapeur d'eau
Nous savons donc que la vapeur d'eau produite en permanence dans les bâtiments navigue vers l'extérieur. Ceci est le cas même quand les températures à l'intérieur et à l'extérieur du bâtiment sont les mêmes. Il existe quand même une différence d'humidité relative ϕ ainsi qu'une différence de pression Δ p (lire delta p).
Cette diffusion de vapeur est sans danger aussi longtemps que du côté de moindre pression la température n'est pas plus basse. Dès que ce cas se réalise, la situation peut devenir critique. La différence de température s'appelle Δϑ (lire delta thêta).
Il est d'abord très important de savoir que la quantité de vapeur d'eau maximale, que l'air peut absorber, dépend surtout de la température de l'air ϑ (lire thêta).
- L'air à 30° C absorbe au maximum 30,40 g/m3 de vapeur d'eau (ps = 4’241 Pa).
- L'air à 20° C absorbe au maximum encore 17,31 g/m3 de vapeur d'eau (ps = 2’337 Pa).
- L'air à 10 °C absorbe au maximum encore 9,41 g/m3 de vapeur d'eau (ps = 1’227 Pa).
-
L'air à 0 °C absorbe au maximum encore 4,85 g/m3 de vapeur d'eau (ps = 611 Pa).
-
L'air à -10 °C absorbe au maximum encore 2,14 g/m3 de vapeur d'eau (ps = 260 Pa).
-
L'air à -20 °C absorbe au maximum encore 0,88 g/m3 de vapeur d'eau (ps = 103 Pa).
La condensation de vapeur d'eau
Une poursuite du refroidissement conduit inévitablement par une condensation. L'air à 5 °C absorbe maintenant un max. de 6,8 g/m3 de vapeur d'eau. Les 1,85 g de vapeur d'eau restants vont condenser en eau! La pression de saturation Ps n'est que de 872 Pa!
Cette série peut également se poursuivre ; le résultat est par contre plus dévastateur qu'en continuant le réchauffement. A -20 °C, on aurait déjà 7,8 g d'eau par m3 d'air!
La condensation de vapeur d'eau
Condensation de surface à la production de vapeur
Si la production de la vapeur d'eau est élevée, p.ex. lors d'une dou che, ϕ monte à 80 % à une température de 22 °C. le point de rosée ϑ T pour ce climat est à 18,4 °C. Si la vitre a une température de surface de moins de 18,4 °C, la vapeur d'eau y condense!
Zone de condensation dans la construction
Si la diffusion de vapeur a lieu avec des écarts de température, une zone de condensation excessive peut apparaître dans des matériaux de construction mono couche perméables à la vapeur. Elle sera dans la couche où la température sera inférieure au point de rosée ϑ T.
Bon à savoir!
Le phénomène se produit dans les bâtiments ou la vapeur d'eau est constamment produite (voir exemple de la page 11) et rencontre sur son chemin à travers la construction des parties ou ces couches d'air dont la température ϑ (thêta) est au-dessous de la température du point de rosée nécessaire pour le climat intérieur.
Bon à savoir!
Ces eaux de condensation ne produisent pas toujours de dégâts à la construction. Souvent les quantités sont insignifiantes et s'assèchent sans problème et sans avoir nui. Les parties de la construction avec une capacité d'assèchement insuffisante rencontrent par contre très vite des problèmes.
