La mesure de perméabilité à l'air d'un bâtiment

Qu'est-ce que la perméabilité à l'air du bâti ?

La perméabilité à l'air d'une construction caractérise la sensibilité du bâtiment vis-à-vis des écoulements aérauliques parasites causés par les défauts d'étanchéité de son enveloppe, ou plus simplement la quantité d'air qui entre ou sort de manière non contrôlée à travers celle-ci. Elle se quantifie par la valeur du débit de fuite traversant l'enveloppe sous un écart de pression donnée.

L'étanchéité à l'air d'un bâtiment consiste à réduire au maximum les flux d'air parasites (non maîtrisés) à travers les discontinuités de l'enveloppe. Lorsqu'elle est mesurée nous parlons de test d'étanchéité à l'air, de test de perméabilité à l'air ou d'infiltrométrie.

Pourquoi étancher un bâtiment ?

L'enveloppe d'un bâtiment est sa coquille : elle est la partie visible qui sépare l'intérieur appelé « volume chauffé » et l'extérieur. Elle inclut murs, planchers, toitures, portes et fenêtres autant d'éléments constituant le « Bâti ».

Un bâtiment performant et durable comprend une orientation optimisée, protections solaires, compacité, isolation de l'enveloppe, ventilation, etc..., mais également son étanchéité à l'air. Traiter l'étanchéité à l'air d'un bâtiment consiste à éliminer toutes les fuites d'air parasites au travers de l'enveloppe, un certain nombre de paramètres à la conception et à la mise en œuvre nous permettrons d'obtenir et de garantir une bonne qualité d'assemblage.

Pour l'usager :

• Réduire la consommation d'énergie (ventilation et chauffage),
• Améliorer le confort thermique et acoustique :
  - Absence de courant d'air pouvant créer de l'inconfort,
  - Limitation du bruit provenant de l'extérieur,
• L'hygiène et la santé avec une meilleure qualité de l'air intérieur,
• La maîtrise et la répartition des débits de ventilation,
• La sécurité des personnes à proximité de sites industriels classés SEVESO.

Pour le bâtiment :

• Limiter les risques de dommages des composants de l'enveloppe (condensation dans les parois) et augmenter la pérennité des éléments du Bâti,
• Garantir une stabilité de l'enveloppe : assurer une performance dans la durée des isolants.

Quelle est la situation du marché ?

Jusqu'à présent, l'étanchéité à l'air des bâtiments n'était pas sur le devant de la scène lors de la conception ou de la construction d'un bâtiment. Selon les principes constructifs choisis et mis en œuvre, les bâtiments existants ont un niveau d'étanchéité très variable actuellement, pouvant dépasser parfois la valeur réglementaire ou l'objectif chiffré.

Plusieurs constats :

- La maison individuelle pose souvent plus de complexité qu'un bâtiment grand volume :

• une surface d'enveloppe importante en comparaison au volume chauffé (faible compacité),
• des méthodes constructives traditionnelles parfois inadaptées à l'intégration économique de l'étanchéité à l'air,
• une maîtrise d'œuvre qui peut être bridée dans l'apport de compétences pointues au regard des honoraires et des coûts associés,
• une marge de progression importante pour les entreprises afin d'appréhender la mise en œuvre de l'étanchéité à l'air.

- Dans les bâtiments existants, l'étanchéité à l'air est encore peu appréhendée au niveau des audits énergétiques alors que son amélioration peut être une stratégie efficace en rénovation, mais peut représenter un coût important.

- Les industriels du bâtiment prennent conscience de l'évolution nécessaire de leurs produits et descriptifs techniques revus sous l'angle de l'étanchéité à l'air et de la révision en cours des DTU (documents techniques unifiés) ainsi que des règles de l'art.

- Une fixation se fait sur la mesure, alors qu'il s'agit plutôt d'un moyen très pertinent de vérifier la qualité du travail de conception/construction d'un projet, de justifier d'un résultat en conformité avec l'objectif visé.

- L'impact économique réel de l'étanchéité à l'air est complexe à appréhender pour la maîtrise d'ouvrage.

En fonction des réglementations, labels et certifications, la perméabilité à l'air s'exprime avec des indicateurs différents. La mesure de perméabilité reste identique selon la norme NF EN ISO 9972 et le fascicule documentaire FD P 50-784, seule l'expression du résultat diffère selon la réglementation en vigueur ou le référentiel de certification choisi.

Exigences réglementaires :

L'objectif ambitieux fixé par le Plan Bâtiment Grenelle du développement des bâtiments à énergie positive en 2020 a entraîné une série d'étapes intermédiaires pour accélérer cette mutation. La réglementation thermique (RT2005) a introduit la notion d'étanchéité à l'air.  La Réglementation Thermique 2012 (RT 2012) généralise et l'impose au même titre que la consommation annuelle en kWhep/m².

La RT2012 fait entrer le bâtiment dans l'ère des exigences de moyens et des obligation de résultats, notamment sur l'étanchéité à l'air des bâtiments. Ce qui a été perçu au départ comme une nouvelle contrainte apparaît aujourd'hui comme une réelle opportunité d'appliquer concrètement l'expression « construire ensemble ».

Paramètre important pour caractériser l'enveloppe d'un bâtiment, l'étanchéité à l'air du bâti est caractérisée dans la réglementation thermique par un coefficient de perméabilité appelé Q4Pa-surf. Ce dernier représente le débit de fuite par m² de surface déperditive hors plancher bas sous une différence de pression de 4 Pascals. Ils s'exprime en m3/(h.m²).

La RT2012 fixe des objectifs en matière de performance de l'enveloppe du bâtiment pour le secteur résidentiel et impose une justification du niveau atteint en fin de travaux pour tous les bâtiments d'habitation neufs dont la demande de permis de construire a été déposée depuis le 1er janvier 2013.

Les seuils réglementaires sont les suivants :

• Q4_pa-surf ≤ 0.6 m3/(h.m²) pour les maisons individuelles
• Q4_pa-surf ≤ 1 m3/(h.m²) pour les logements collectifs

En bâtiment d'habitation non soumis à exigence sur l'étanchéité à l'air du bâtiment et en bâtiment secondaire et tertiaire, la valeur à retenir est la valeur par défaut de la RT2012 (tableau 30 des règles Th-BCE 2012); une valeur objectivée peut être prise en compte à condition de la justifiée par une mesure d'étanchéité à l'air du bâtiment selon les dispositions prévues et le type de bâtiment (article 8 de l'arrêté du 26 octobre 2010 ou à l'article 8 de l'arrêté du 28 décembre 2012).

A noter : Une mesure de perméabilité à l'air d'un bâtiment n'est valide, dans le cadre de la RT 2012, que si elle est réalisée par un opérateur autorisé par le ministère en charge de la construction.

Perméabilité à l'air du bâtiment d'habitation en extension (soumis RT2012) :

L'article 17 de l'arrêté du 26 octobre 2010 associé à la fiche d'application « Extension nouvelle d'un bâtiment existant » indiquent :

Pour les maisons individuelles diffus ou groupées et les bâtiments collectifs d'habitation, la perméabilité à l'air de l'enveloppe sous 4 Pascals :

• Q4_pa-surf ≤ 0.6 m³/(h.m²), en maison individuelle ou accolée
• Q4_pa-surf ≤ 1 m³/(h.m²), en bâtiment collectif d'habitation

Pour les extensions concernées, l'exigence de perméabilité à l'air du bâtiment s'applique lorsque :

• la partie nouvelle du bâtiment communique avec la partie existante par une ouverture verticale de dimensions et de formes permettant l'installation d'un appareil de mesure de la perméabilité type « porte soufflante » ;
• dans le cas où d'autres ouvertures permettent de communiquer entre la partie neuve et la partie existante, celles-ci sont équipées de battants couvrant au moins 95% de la surface de chaque ouverture ; elles doivent alors être conditionnées pour ne pas contribuer à la perméabilité à l'air du bâtiment de l'extension.

Dans les cas où une mesure est réalisée, la partie existante doit être mise à la pression extérieure pour réaliser la mesure.

Les indicateurs et méthode de calcul :

L'indicateur Q4pa-surf :

L'indicateur Q4_pa-surf est utilisé dans le cadre de la réglementation thermique française et des différents labels ou certifications (Effinergie+, Effinergie rénovation et Bepos Effinergie)

L'indicateur Q4_pa-surf est défini comme étant le débit de fuite d'air sous une pression différentielle de 4 Pascals rapporté à la surface de parois déperditives au sens de la réglementation, hors plancher bas (ATbât-A4).

L'indicateur n50 :

L'indicateur n₅₀ est utilisé pour les standard Passiv Haus et Minergie P pour les constructions en neuf et rénovation.

L'indicateur n₅₀ est défini comme étant le débit de fuite d'air sous une pression différentielle de 50 Pascals rapportée au volume chauffé.

La conversion entre les deux indicateurs peut se faire en utilisant la formule suivante :

Q4Pa Surf = (4/50)n x (V/A) x n₅₀

n : L'exposant de débit l'air (également appelé exposant de la loi d'écoulement)
V en m³ : volume soumis à l'essai
ATbât-A4 : surface déperditive hors plancher bas
n₅₀ en Vol/h : débit de fuite pour une différence de pression de 50 Pascals

La mesure d'étanchéité à l'air Bâti :

Une mesure d'étanchéité à l'air, intitulée également test de perméabilité à l'air ou d'infiltrométrie, se révèle être un excellent outil de valorisation et de contrôle démarche qualité pour tous les différents acteurs d'un projet.

La prise en compte de l'étanchéité à l'air au début d'un projet et la diffusion de l'information ainsi que la sensibilisation des intervenants restent des éléments majeurs sur le résultat final.

Le test d'étanchéité à l'air se réalise sur tout type de bâtiment :

1. Opération simple de maison individuelle
2. Permis groupé de maisons individuelles
3. Bâtiment résidentiel collectif
4. Permis groupé de bâtiments résidentiels collectifs
5. Permis groupé de bâtiments résidentiels collectifs et de maisons individuelles
6. Bâtiment non résidentiel
7. Bâtiment mixte (tertiaire & habitation)

Le test d'étanchéité à l'air peut se réaliser selon 3 méthodes différentes (méthode 1, 2 ou 3) :

• Bâtiment neuf, à réception (méthode 3)
• Bâtiment neuf, en cours de chantier (méthode 2)
• Bâtiment existant, en cours d'utilisation (méthode 1)
• Bâtiment existant, initial avant travaux (méthode 1)

NB : La méthode utilisée sur le territoire dans le but de qualifier le Q4_pa-surf est la méthode 3.

En Opération simple de maison individuelle :

Une opération simple de maison individuelle est une opération dont le permis de construire contient une seule maison individuelle, avec ou sans dépendance. En cas de dépendances, chaque zone à usage d'habitation est mesurée. Dans le cas d'une maison composée de plusieurs zones considérées comme chauffées, non communicantes et sans liaison aéraulique entre elles, (cellier, chaufferie, etc.), chaque zone est mesurée. La valeur de Q4Pa-surf est ensuite obtenue en appliquant la formule (1), dans laquelle chaque zone indicée i a une valeur de perméabilité notée Q4_Pa-surf,i et une valeur de surface de parois déperditives, hors planchers bas, notée ATbat,i :

En permis groupé de maisons individuelles :

Une règle d'échantillonnage s'applique selon la norme associée au fascicule documentaire FD P 50-784 en vigueur, chapitre 5.1.2.1.2.

Les mesures doivent être ≤ à l'objectif pris en compte dans l'étude thermique réglementaire.

En Bâtiment résidentiel collectif et permis groupé de bâtiment résidentiel collectif :

Une règle d'échantillonnage s'applique selon la norme associée au fascicule documentaire FD P 50-784 en vigueur, chapitre 5.1.2.1.3, ou sur la totalité du bâtiment si celui-ci est ≤ à 500 m² de S_rt.

Pour les mesures réalisées par échantillonnage, une moyenne pondérée est calculée selon la règle et doit être ≤ à l'objectif pris en compte dans l'étude thermique réglementaire.

Permis groupé de bâtiments résidentiels collectifs et de maisons individuelles :

Dans le cas de permis de construire comportant un ou plusieurs bâtiments résidentiels collectifs et une ou plusieurs maisons individuelles, les deux principes suivants s'appliquent :

- chaque bâtiment résidentiel collectif est mesuré séparément et la règle décrite au paragraphe 5.1.2.1.3 (FD P 50-784) s'applique à chaque bâtiment, défini par l'étude thermique le cas échéant ;

- pour l'ensemble formé par les maisons individuelles, à défaut de mesurer chaque maison, la règle décrite au paragraphe 5.1.2.1.2 (FD P 50-784) peut être appliquée à l'ensemble formé par les maisons individuelles.

Bâtiment non résidentiel :

La mesure de la perméabilité à l'air d'un bâtiment non résidentiel est réalisée sur le bâtiment entier, sauf dans les cas particuliers décrits ci-dessous. Durant la mesure, l'opérateur s'assure que la pression à l'intérieur du bâtiment est uniforme et ne varie pas de plus de 2 Pa ou 10 % de chaque différence de pression mesurée, en prenant en compte la plus grande de ces deux valeurs.

- dans le cas où l'ensemble du bâtiment n'est pas soumis au même objectif de perméabilité, la mesure s'effectue par parties, selon les zones définies par l'étude thermique le cas échéant.

- dans le cas d'un bâtiment composé de plusieurs parties non communicantes et sans liaison aéraulique entre elles, la mesure peut être effectuée par parties et une justification précise du recours à cette méthode doit être apportée dans le rapport de mesure. Dans ce cas, la totalité du bâtiment est testée et la valeur retenue dans les calculs thermiques est la moyenne des Q4Pa-surf pondérée par les surfaces déperditives des parties testées, hors planchers bas.

- en cas d'impossibilité de mesurer une ou plusieurs parties du bâtiment, l'opérateur le justifie par exemple en raison de la spécificité d'usage de certaines zones en interdisant l'accès et/ou la mise en pression/dépression. Dans ce cas, la valeur retenue dans les calculs thermiques est la moyenne des Q4_Pasurf pondérée par les surfaces déperditives des parties testées, hors planchers bas. En aucun cas le fait de ne pas disposer d'un matériel suffisamment puissant pour réaliser la mesure ne peut constituer une justification pour ne pas mesurer une zone.

Bâtiment mixte (tertiaire & résidentiel) :

Les bâtiments constitués de zones à usage tertiaire et de zones à usage d'habitation ne peuvent être mesurés en entier que si les trois conditions suivantes sont réunies :

- la totalité du bâtiment est soumise à un même objectif de perméabilité ;

- l'étude thermique, le cas échéant, ne stipule pas que le bâtiment est décomposé en plusieurs zones ;

- les zones sont aérauliquement communicantes.

Dans tous les autres cas de figure (études thermiques multiples, zones non communicantes, etc.), la mesure s'effectue par parties. La règle décrite au paragraphe 5.1.2.1 (FD P 50-784) s'applique alors aux zones à usage d'habitation et la règle décrite au paragraphe 5.1.2.2 (FD P 50-784) aux zones à usage tertiaire.

Les valeurs retenues dans les calculs thermiques sont alors les valeurs de chaque zone. Dans le cas où l'étude thermique stipule qu'il s'agit d'un unique bâtiment, avec un unique objectif de perméabilité, et que la mesure a été effectuée par parties, la valeur de perméabilité globale retenue dans les calculs thermiques est alors la moyenne des Q4_Pa-surf pondérée par les surfaces déperditives des parties testées, hors planchers bas.