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1
L’HUMIDITÉL’HUMIDITÉ
dans dans l’HABITATl’HABITATTitre général
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2
L’hypothèse de travailL’hypothèse de travail « Les maisons anciennes sont
humides »(citation connue) Et pourtant :
Les Anciens n’étaient pasplus masochistes que nous.
Ils cherchaient aussi leur confort. Donc ils n’ont pas construit leur
habitatpour qu’il soit humide.
Pourquoi , souvent, de nos jours,cet habitat est-il humide ?
Hypothèse 2
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3
L’hypothèse de travailL’hypothèse de travail
L’environnement et Les conditions de vie.
Il faut d’abord essayer de trouveret supprimer les CAUSES
Plutôt que de dissimuler les EFFETS.
C’est que quelques choses ont changé :
D’où vient cette humidité ?
Changem
ent
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On supposera que toutes les vérifications ont été faites sur le bon état et le bon fonctionnement :•de la couverture,•des noues,•solins,•gouttières,•descentes,•regards,•drains,•menuiseries,• …
•Que la maçonnerie ne présente pas de désordres
•Qu’il n’y a pas de fuite de plomberie
•Que la maison est normalement chauffée et ventilée
D’où vient donc cette humidité ?
D’abord et avant tout :
Vérification bâtim
ent
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Cam
éra infrarouge
La caméra infrarouge permet un gain de temps et une certaine précision en sondages non destructifs.
L’eau conduit la chaleur doncles matériaux mouillés sont moins isolants.
Photo prise en intérieur : pont thermique en bleu.Photo prise en extérieur : pont thermique en rouge.
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Hum
idité du bois
La mesure du taux d’humidité des matériaux est autre moyen de contrôle :
Si le matériau est plus humide que son point d’équilibre, c’est qu’il y a un problème …
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Au début est le cycle de l’eau …
Humidité dans l’AIR
Humidité dans le SOL
Jouons d’abord avec l’AIR, et gagnons des millions !
Cycle de l’eau
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Qui veut gagner des millions ?
Qu’est-ce qui pèse plus lourd qu’un litre d’air humide ?
Un litre d’air…
A - …d’opéra
B - …du temps
C - …sec
D - …de famille
Millions Q
uestion
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Qui veut gagner des millions ?
Qu’est-ce qui pèse plus lourd qu’un litre d’air humide ?
Un litre d’air…
A - …d’opéra
B - …du temps
C - …SECSEC
D - …de famille
À température égale,À température égale,l’AIRl’AIR SEC SEC est plus est plus LOURDLOURD que l’AIR que l’AIR
HUMIDEHUMIDE
Millions R
éponse
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Air pur : 1,293 gramme / litre
Vapeur d’eau : 0,808 gramme / litre
( 5 / 8 du poids de l’air )
À 0°C et 76 cm de mercure
C’est comme çà, même si cela nous parait bizarre !!!
La vapeur d’eau n’est pas forcément chaude,Et l’air froid pas forcément humide…
Poids Vapeur Eau
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Comment çà marche
?
Quelques définitions :
Air : mélange de plein de choses en proportions variables.
Humidité absolue :nombre de grammes de vapeur d’eau dans un mètre cube d’air.Saturation : Humidité absolue maximum que peut contenir l’air en fonction de la température.
Humidité relative :Humidité absolue , en % pour T° donnée Saturation
Définitions A
ir
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Mollier
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13
1192
40 %
1176
100 %1205
1293
En utilisant les lignes de masse spécifique,on retrouve notre question de « Qui veut gagner des Millions ? »
Masse Spécifique
Monsieur Mollier a ajouté les lignes de poids de l’air …
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14 L’air à 25° et 20% Hr pèse autant que l’air à 21° et 80% Hr !Donc l’air chaud ne monte pas forcément …
21° 25°
25°20% = 21°80%
Mais attention …
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15
22°
60% 10 g
10,5°
8 g
Monsieur Mollier a aussi ajouté d’autres lignes :jouons maintenant avec le poids de vapeur d’eau …
Point de Rosée
Condensation
Pour une pièce non habitée de 5 x 5 x 3 m,Cela représente environ 180 g d’eau …
Humidité absolue : nombre de grammes de vapeur d’eau dans un mètre cube d’air.
Condensation
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Mais c’est pas tout, mais c’est pas tout…Il y a aussi l’être humain qui influe sur le systèmeen dégageant de la chaleur et de l’humidité …H
umidité H
omm
e
chaleur sensible kcal/h
grammes d'eau /h
chaleur sensible kcal/h
grammes d'eau /h
chaleur sensible kcal/h
grammes d'eau /h
chaleur sensible kcal/h
grammes d'eau /h
chaleur sensible kcal/h
grammes d'eau /h
chaleur sensible kcal/h
grammes d'eau /h
Assis au repos 97 82 26 78 33 74 40 64 58 57 70 40 98
Debout au repos 109 91 31 85 42 78 54 68 72 57 91 40 122Employé, activité modérée 124 100 42 92 56 83 72 70 95 57 117 40 147Vendeur debout au comptoir peu actif 150 112 67 99 89 87 110 69 142 57 163 40 200Vendeur debout au comptoir très actif 166 116 88 103 110 93 128 73 163 57 191 40 227
Marche à 3,2 km/h 192 130 109 115 135 104 154 80 196 63 226 44 260Mécanicien ou peintre en bâtiment 216 142 130 125 160 112 182 87 226 70 256 45 300Serveur restaurant très actif 252 156 168 136 204 121 230 96 274 82 298 60 337
Marche à 3,8 km/h 265 163 179 142 216 127 242 102 286 87 312 64 353Marche à 6,4 km/h, danse 350 205 255 175 307 155 342 130 386 115 412 88 460
Individus normaux, 1,80 m²/individu, pour une humidité relative entre 30% et 60%. Occupation féminine : réduire de 20%. Enfants de -20% à -40% suivant âge.
Source : A.I.C.V.F., F2, page 24
Chaleur & humidité dégagées par les
occupants,Activité
Chaleur totale
dissipée kcal/h
température sèche 15°C
température sèche 18°C
température sèche 20°C
température sèche 23°C
température sèche 26°C
température sèche 29°C
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L’humain réagit aussi àLa sensation de confort thermique qui dépend :de la températurede l’écart de température
tête / piedsde l’humidité relativedes courants d’airde l’effet de paroi froidede ses sentiments amoureuxde ses vêtementsdu rayonnement solairede sa fatiguede son âgede son sexe
Sensation confort
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N’oublions pas certains principes de base :La chaleur va toujours du chaud vers le froid.
Les déperditions de chaleur
d ’un bâtiment
Sols
: 16%
Toits
: 30
%
Murs : 16%
Ouvertures : 13%Renouvellement :
20%
Isoler c’est seulement freiner la sortie de chaleur.
Alors portez plutôt des vêtements chauds !
D’autant plus qu’on veut vivre dans du bâti ancien avec le «confort» du neuf.
Isoler = freiner
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Développement des acariens
Développement des bactéries et microchampignons
Zone de sécheresse
« Polygone de confort hygrothermique »
Confort et Santé
Santé Hum
ain
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Développement des champignons et insectes xylophages
Santé du BâtiC’est le royaume de la mérule, des moisissures,des insectes xylophages et des termites …
La zone de danger est la même que pour l’homme.
Sante Bâti
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L’enjeu est d’importance !
Nous allons donc voir de plus près comment tout
cela marche.
Transition
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HumiditéHumidité ÉchangesÉchanges
Perméance
Pression devapeur
Chan
gem
ents
d ’é
tats
pos
sibl
es :
Cond
ensa
tion
ou
évap
orat
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Pression devapeur
Comme P 1
Comme P 1
Comme A 2
Comme A 1
mai
s va
leur
s di
ffér
ente
s
ParamètresParamètresphysiquesphysiques
Humidité absolueTension de saturation
Humidité relative
PorositéPerméabilité
Humidité absolueTension de saturation
Humidité relative
Comme P 1
Comme P 1
Comme A 2
Comme A 1
Pression de vapeur d’eau
Humidité relative
Aération
Zone
Zone
A 1
A 1
A1A1A
2A
2A
3A
3P2P2
P3P3P1P1
ChaleurChaleurÉchangesÉchanges
Conduction,gradient detempérature
Convection etrayonnement
Convection etrayonnement
Comme P 1
Comme P 1
Comme A 2
Comme A 1
mai
s va
leur
s di
ffér
ente
s
ParamètresParamètresphysiquesphysiques
Résistances• surfacique• thermique• surfacique
Température
Températuresurfaciqueintérieure
Températuresurfaciqueintérieure
Température
Comme P 1
Comme P 1
Comme A 2
Comme A 1
Diagramme Yves Diagramme Yves LEHUENLEHUEN
Paroi
Fenêtre
Conduction
Convection
Rayonnement
HumainHumain
AtmosphèreAtmosphère
AtmosphèreAtmosphère
Air chaufféAir chauffé
Air non chaufféAir non chauffé
Humidité & Chaleur
Echange total
Comme la chaleur et l’humidité sont liées,Le schéma complet est donc celui ci :
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Tous ces paramètres peuvent être à peu près connus et maîtrisés pour de la construction neuve.Les DTU des différents corps d’état sont étudiés aussi dans leurs interactions.
Dans le cas du bâti ancien, la connaissance reste plus qualitative que quantitative.D’où la prudence à avoir avant d’appliquer les DTU au bâti ancien …
Calculez la porosité et la perméabilité de ce mur …
Dtu
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24 Pression de vapeur à saturation1,61,751,912,082,272,472,692,943,193,473,784,074,374,75,035,45,796,216,657,137,638,158,759,359,9710,611,412,112,913,8
14,715,6
16,617,7
18,820
21,422,6
2425,6
0 10 20 30
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28En millimètre de
mercure
Tem
péra
ture
°C Tension de vapeur
Pression de vapeur à saturationx Humidité Relative
Loi d’équilibre des gaz :Les tensions de vapeur
finissent toujours par s’équilibrerentre deux récipients reliés.
Démonstration
Tension de Vapeur
Autre phénomène physique important :
La Tension de Vapeur
+
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Départ Ps x Hr = TvPièce T° Ps Hr Tv
Cuisine 20 °C 14,70 mmHg 75% 11,03 mmHgDébarras 10 °C 7,63 mmHg 75% 5,72 mmHg
Loi d'équilibre des gaz : Tv = ( 11,03 + 5,72 ) / 2 = 8,37 mmHg
Arrivée Tv / Ps = HrPièce T° Tv Ps Hr
Cuisine 20 °C 8,37 mmHg 14,70 mmHg 57%Débarras 11 °C 8,37 mmHg 8,15 mmHg 103%
Savoir 11,37 °C Point de rosée dans le débarrasPrévoir 12,77 °C Marge pour Hr à 90%
Départ Ps x Hr = TvPièce T° Ps Hr Tv
Débarras 11 °C 8,15 mmHg 103% 8,37 mmHgExtérieur 10 °C 7,63 mmHg 80% 6,10 mmHg
Loi d'équilibre des gaz : Tv = ( 8,37 + 6,10 ) / 2 = 7,24 mmHg
Arrivée Tv / Ps = HrPièce T° Tv Ps Hr
Débarras 10 °C 7,24 mmHg 7,63 mmHg 95%Extérieur 10 °C 7,24 mmHg 7,63 mmHg 95%
Savoir 9,22 °C Point de rosée dans le débarras
Pression de vapeur à saturation1,61,751,912,082,272,472,692,943,193,473,784,074,374,75,035,45,796,216,657,137,638,158,759,359,9710,611,412,112,913,8
14,715,6
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0 10 20 30
-10
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-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28En millimètre de
mercure
Tem
péra
ture
°CPièce-D
ébarras
Attention : ce calcul est simplifié et ne tient pas compte de la variation des autres paramètres
Il faut donc prévoirun minimum de chauffage,
à moins qu’on ne ventile le débarras…
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Nous venons de voirle transfert d’humidité par l’air …
Mais que se passe-t-il dans le mur
?…. Le diagramme de GLASER (ou GLAZER)
Glaser
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Le diagramme de GLASER (ou GLAZER)
Intérieur Extérieur
Les matériaux se Les matériaux se caractérisent par une caractérisent par une propriété thermique :propriété thermique :La conductivité La conductivité λλ(en W/m/C°)(en W/m/C°)qui permet de tracer qui permet de tracer une courbe de une courbe de température dans le température dans le mur.mur.
T°
Profil Température T°CProfil Température T°C
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Pression de vapeur saturantePression de vapeur saturante
Profil Température T°CProfil Température T°C
Le diagramme de GLASER (ou GLAZER)
Intérieur Extérieur
La La pression de vapeur pression de vapeur saturantesaturante est fonction est fonction de la température.de la température.(voir quelques diapos avant)(voir quelques diapos avant)
Nous pouvons aussi Nous pouvons aussi dessiner la courbe de dessiner la courbe de tension de vapeurtension de vapeur réelle …réelle …
Pv saturante
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Tension de vapeur réelleTension de vapeur réelle
Le diagramme de GLASER (ou GLAZER)
Les matériaux Les matériaux réagissent aussi à la réagissent aussi à la pénétration de vapeur pénétration de vapeur d’eau :d’eau :la perméabilité la perméabilité ππ (en kg/s/m/Pa)(en kg/s/m/Pa)est la quantité de est la quantité de vapeur qui traverse :vapeur qui traverse :- en une unité de - en une unité de temps, - une épaisseur temps, - une épaisseur de l m de matériau,de l m de matériau,- pour une différence - pour une différence de pression partielle de pression partielle de l Pa de l Pa
Pv Réelle
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Le diagramme de GLASER (ou GLAZER)
Tension de vapeur réelleTension de vapeur réelle
Intérieur Extérieur
Dans ce cas tout va Dans ce cas tout va bien,bien,Mais supposons que le Mais supposons que le taux d’humidité taux d’humidité intérieur soit plus intérieur soit plus important … important …
3 Courbes O
K
Pression de vapeur saturantePression de vapeur saturante
Profil Température T°CProfil Température T°C
Ou que les paramètres Ou que les paramètres des matériaux soient des matériaux soient mal maîtrisés … mal maîtrisés …
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Le diagramme de GLASER (ou GLAZER)
Pression de vapeur saturantePression de vapeur saturante
Tension de vapeur réelleTension de vapeur réelle
Le diagramme de Le diagramme de Glaser permet de Glaser permet de visualiser visualiser l’emplacement des l’emplacement des zones de condensation zones de condensation ! !
3 Courbes condensation
Profil Température T°CProfil Température T°C
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Le diagramme de GLASER (ou GLAZER)
Cette présentation est simplifiée.Il faut en plus tenir compte d’autres paramètres :Chaleur massique, Diffusivité, Effusivité.
Loi de Fick
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Le diagramme de GLASER (ou GLAZER)
Et un certain Nicolas Mouget (ingénieur construction bois) en a même fait un classeur Excel que vous trouverez sur le CDdistribué lors de la formation proposée par l’ANOFAB …
Tableur Mouget
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Le diagramme de GLASER (ou GLAZER)
La définition de la perméabilité inclus le facteur temps.La simulation précédente montre le système à l’équilibre final en ignorant les étapes intermédiaires.
On peut aller encore plus loin :L’Institut de Recherche sur la Construction (IRC) du Canada a mis au point un simulateur en conditions réelles.
IRC
http://www.nrc-cnrc.gc.ca/fra/projets/irc/hygirc/demo.htmlhttp://www.nrc-cnrc.gc.ca/fra/projets/irc/hygirc/demo.html
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On fabrique son mur, comme précédemment, et on l’oriente .
On utilise une base de données météo pour le lieu donné.
On utilise, ou on fabrique, une base de données du climat intérieur de l’habitat.
IRC
Données
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Et on laisse l’ordinateur mouliner …..
On obtient les teneurs totales en eau au fil du temps.
Et on peut même observer le détail à l’intérieur du mur …
IRC
Résultats
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Ceci n’était qu’un bref aperçu d’un des éléments de confort et/ou de désordres dans le bâti (ancien) : l’humidité dans l’air.
Passons maintenant àl’humidité dans le sol :
Hum
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Les paramètres influents,et qui peuvent avoir changé sont :
La topographie
La perméabilité du sol
La couverture végétale
Les facteurs climatiques
Paramètres
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Les facteurs climatiques
On ne peut que subir,mais il y a des moyens de rusersur leurs conséquences…
Aux abords de la construction, et plus loin si possible :
Adapter la couverture végétale Adapter la perméabilité du sol Adapter la topographie
Clim
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La couverture végétale
Elle a vraisemblablement changé,voici par exemple les ruissellements d’eau en fonction de la nature du sol
Et le rapportruissellement / infiltration pour différentes couverture végétales :
Forêt 2 %Prairies 5 %Culture du blé 25 %Culture du maïs 50 %
Couverture V
égétale
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Et l’environnement végétal
Sans commentaire …
Environnement V
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La perméabilité des sols
Augmenter la perméabilité du sol,par un travail approprié du sol:
créer des fissures dans les sols tassés. incorporer de la matière organique. stabiliser les complexes argilo-humiques
(amendements). assurer une rotation des cultures qui ont
des systèmes racinaires et des résidus organiques différents(mais là il faut être bien avec son voisin agriculteur…).
Perméabilité Sols
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La topographie
Voici deux exemples simples d’adaptation du terrain pour éviter les ruissellements en amont du bâtiment :
http://www.u-picardie.fr/~beaucham/mst/eau-sol.htm
Topographie
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Un autre grand classique de la modification invisible de la topographie :La tranchée pour adduction d’eau ou d’électricité.
Avant la tranchéeLa tranchéeAprès la tranchée
Tranchée 1
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Un autre grand classique de la modification invisible de la topographie :La tranchée pour adduction d’eau ou d’électricité.
Une bonne tranchée ?
Des solutions ?
Tranchée 2
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Un autre grand classique de la modification invisible de la topographie :La tranchée pour adduction d’eau ou d’électricité.
La meilleure tranchée ?
Une autre solution ?
Tranchée 3
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Les remontées capillaires :
Si malgré toutes ces (non)interventions,Les « remontées capillaires » persistent,Il faut trouver des solutions qui se rapprochent de plus en plus des effets.
Les causes possibles en sont : La pression de l’eau dans le sol Les pressions osmotiques des sels
minéraux La porosité des matériaux Les différences de potentiels
D’abord, attention à un contresens possible :
Rem
ontées Capillaires
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Condensation ou remontées capillaires ?Voici un test facile à mettre en œuvre :
Polyane, environ 1
m²
Scotch orange
Si l’humidité est entre le polyane et la paroi :L’humidité vient de la paroi.Si la paroi est plus sèche sous le polyane :L’humidité vient de l’air ….C.Q.F.D. (Ce Qu’il Fallait Démontrer)
Polyane
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S’il s’agit d’humidité par le support, il fautRetrouver
la perméabilité d’originedes parois et des sols !
Virer les enduits étanches,et les hydrofuges mal appliqués.Faire des enduits perméables,Étudier une bonne ventilation.
Enduits
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Intérieur
L’enduit d’usure perméable
sansAvec
Enduit Usure 1
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Une illustrationde remontées par pression :Le couple Terrasse et Salle de bainsAvant l’achat de la petite merveille :
Soleil de Printemps
Sol en terre
Mur
en
pier
re m
onté
à la
ch
auxCarrelage
poreux
TOUT VA BIEN !
Terrasse 1
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Oui, mais il nous faut une salle de bains !« Pas de problème, ma petite dame ! »clame le premier artisan …
Dallage sur chape béton, isolation et carrelage au mur.
Les choses se compliquent !Terrasse 2
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Oui, mais il y a de la boue dehors !« Pas de problème, ma petite dame ! »clame le deuxième artisan …
Soleil du Printemps suivant
Dallage sur chape béton
La situation devient grave !Terrasse 3
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Oui, mais les bas de murs s’abîment !« Pas de problème, ma petite dame ! »clame le troisième artisan …
Soleil du troisième Printemps
Rejointoiement ou enduit ciment
La situation devient très grave !Terrasse 4
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Oui, mais c’est tout cassé !« Pas de problème, ma petite dame ! »clame l’expert …
Soleil du quatrième Printemps
« Ce n’est pas de notre faute, clament les artisans …Ce sont des remontées capillaires ! »
D’accord, mais créées par ces interventions !Qu’aurait-il fallu faire ? Suivre la journée de formation complète pour avoir quelques solutions …
Terrasse Dégats
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Pour les vraies remontées capillaires :
Pour information,Les procédés électriques basés sur les différences de potentiels,ont le mérite d’être non traumatisants(car extérieur au bâtiment) et réversibles.
La natureRéaction électrique
Les barrières chimiques ?Les feuilles de plomb ?Les électrodes dans les murs ?
Prudence avec les procédés non réversibles !
http://www.geco.fr/F/mtprincipe.htm
Vraies rem
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Alors, Alors, soignons les soignons les causescauses et non les effets. et non les effets.
Il est impossible d’être Il est impossible d’être sûr d’une étanchéité. sûr d’une étanchéité. (D’ailleurs faut-il être étanche ?)(D’ailleurs faut-il être étanche ?)
Le plus important c’est Le plus important c’est que l’eau ou l’humidité que l’eau ou l’humidité puisse puisse ressortir ressortir facilementfacilement..
Colom
bage
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Je résume : L’air humide est plus légerque l’air sec. Penser au point de rosée. Isoler c’est seulement freinerla sortie de chaleur. Par où peut ressortir l’humidité ? L’origine du désordren’est pas forcément à l’emplacement du symptôme. Soigner la cause et non l’effet.
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Merci
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