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Rendre étanche à l'air une structure acier

eric Leysens |  le 13/05/2011  |  VienneRhôneTechnique

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Soprema a testé sa nouvelle solution d'étanchéité à l'air ,par l'extérieur,  pour les structures acier, sur ses nouveaux bureaux poitevins. Le bâtiment "super étanche"  exige une attention accrue sur le confort d'été.

Contacté par le Centre technique industriel de la construction métallique pour mener un appel à projet du Prebat sur les bâtiments acier performants, l'entreprise Soprema fait rapidement le constat que l'isolation et les ponts thermiques ne posent pas grand souci. Le véritable chantier des bâtiments en acier réside dans l'étanchéité à l'air, domaine dans lequel la construction bois a une longueur d'avance.

Pour commencer, l'entreprise centenaire a demandé au Centre d'études et techniques de l'équipement (Cete) de Lyon de venir mesurer un bâtiment livré par ses soins en 2002. Quand le Cete a mis en dépression le bâtiment "ça fuyait d'à peu près partout, et à certains endroits on sentait carrément un courant d'air. Les testeurs nous ont dit: votre bâtiment est super isolé, mais c'est comme si deux fenêtres étaient ouvertes  en permanence"  résume Denis Lehnen, directeur technique pour la France de Soprema. Autrement dit, une perméabilité à l'air plus de 5 fois supérieure au maximum imposé par le Label BBC- Effinergie dans la maison individuelle (3 m³/heure/m² contre les 0,6 du BBC, sous un écart de pression de 4 Pascals). Conséquences: obligation de chauffer l'air qui s'infiltre, augmentation de la consommation électrique des ventilateurs de la VMC, entraînement des solvants des matériaux avec l'air infiltré et risque de condensation. « On a jusqu'à plusieurs dizaines de grammes d'eau par m² de paroi » précise Denis Lehnen. A travers cette expérience, le directeur technique a pris conscience de l'ampleur du progrès à accomplir et de la nécessité de trouver une nouvelle façon d'étanchéifier une structure acier.

Soprema, qui compte plus de 1000 compagnons, a été guidée par la mise en place d'un système facilement reproductible et simple dans sa mise en œuvre. « Au départ, on a essayé plusieurs dizaines de scotchs et colles pour raccorder les membranes entre elles, mais à moins d'être derrière chaque compagnon, le risque d'erreur était trop important » explique le directeur technique de Soprema, en rappelant les différents essais menés avant d'arriver au système mis en place sur le nouvel immeuble de bureaux du groupe, à Poitiers.

Assurer la responsabilité sur le niveau de perméabilité à l'air

Soprema a donc choisi de modifier une de ses membranes en catalogue , de manière à ce que des bandes puissent être soudées entre elles par soufflage d'air chaud,   et a choisi d'en faire une barrière à l'air, à l'extérieur. En se passant de pare ou frein vapeur, assurant normalement l'étanchéité à l'air par l'intérieur, Soprema souhaite se prémunir d'un coup de tournevis ou du passage d'une mèche dans la barrière étanche lors de la réalisation du  second œuvre. L'entreprise espère  être à même, à l'avenir, d'engager sa responsabilité sur l'atteinte d'un niveau maximum de perméabilité à l'air auprès du maître d'ouvrage pour lequel il appliquera cette solution.  Dans cette attente, le résultat du dernier  test à la porte soufflante donne, sous 4 pascals (extrapolation du logiciel, car cette différence de pression est trop faible pour être réellement atteinte) : 0,18 m³/h/m². Soit près de 20 fois mieux que les résultats du premier test réalisé sur le bâtiment livré en 2002.

Agacé par les « il n'y a qu'à », le directeur technique précise qu'une enveloppe de ce  type coûte 20 à 25% plus cher que les solutions acier classiques et insiste sur le fait que construire très étanche constitue une « véritable révolution » pour le monde du bâtiment. Il a fallu pousser les fabricants de lanterneaux à prendre en compte cette problématique qui ,jusqu'à présent,  faisait de leurs produits des éléments de construction incompatibles avec des bâtiments étanches. Et pour atteindre ce niveau d'étanchéité, il a  également été nécessaire de travailler autrement sur le chantier. Un nettement plus grand nombre de croquis de détails ont été dessinés et utilisés, les dessinateurs de Soprema ont pour cela   été rapidement formés. L'architecte a ,lui,  fait plus attention que d'ordinaire sur tous les trous percés par les différents corps de métiers et qui traverseront l'enveloppe au fil du chantier.
Un des compagnons couvreurs, tout en jetant un œil sur le « Gigotbitume » en préparation résume en une formule : "on connaissait le hors d'eau, on apprend le hors d'air". Après avoir été formé sur le chantier,  il dit avoir dû travailler plus lentement que d'ordinaire. Il met en avant l'importance de laisser le temps aux compagnons de pouvoir travailler mieux. Un temps qui lui permet à la fin du chantier d'être content du résultat. Denis Lehnen reconnaît que la tâche est plus délicate quand on travaille avec des compagnons que l'on ne connaît  pas, voire impossible, si simplement une seule entreprise ne joue pas le jeu.

Observer la surchauffe estivale

La mise en place d'une excellente  étanchéité à l'air permet de ne disposer, pour chauffer l'air du bâtiment, de rien d'autre que l'échangeur de la VMC double flux et de quelques radiants. Mais, revers de la médaille,  la surchauffe estivale devient la problématique majeure du bâtiment. La température intérieure du bâtiment pourrait, d' après les simulations thermodynamiques, être de 30° plus d'une dizaine de jours dans l'année.

Soprema a donc mandaté un post-doctorant pour réfléchir à la manière d'atténuer cet inconfort durant la saison chaude, le bâtiment disposant d'une faible inertie thermique. Il devrait mettre en place un  programme de pilotage des ouvertures, à partir de la GTC, permettant de ventiler naturellement le bâtiment la nuit. Un petit patio au centre du bâtiment devrait accueillir un bassin et les fenêtres l'entourant pourraient donc, la nuit, faire rentrer un air frais. Des grilles anti-intrusion sont prévues pour pouvoir ouvrir fenêtres et portes donnant sur l'extérieur.   Egalement, les toitures terrasses accessibles seront végétalisées, l'objectif étant de pouvoir se passer de climatiseur. L'exploitation du bâtiment montrera si les collaborateurs de Denis Lehnen arriveront à s'en passer.

Nouveaux bureaux poitevins de Soprema
Nouveaux bureaux poitevins de Soprema - © © Soprema
Energie grise et Energie positive

Le directeur technique a estimé que l'énergie grise du bâtiment représentait, sur 50 ans de vie du bâtiment, une consommation de 6kWh/m²/ an d'énergie primaire. Les équipements photovoltaïques, amorphes et cristallins, installés en toiture, devraient permettre de compenser les consommations. Soprema annonce un bâtiment à énergie positive. L'exploitation du bâtiment et le suivi des consommations montreront  si la production d'électricité solaire permet de compenser la consommation de la VMC, de l'éclairage et surtout des équipements informatiques.

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