Simulation de vieux mur isolé par l'intérieur

[Yoghourt]

Bonjour,

Il y a régulièrement des questions/projets de rénovation de vieille maison avec tout ou partie en isolation intérieure.
Bien sûr, il est largement préférable de faire une isolation extérieure. Et l'on en parle déjà suffisamment sur d'autres fils.

Grosso-modo, les questions sont toujours les mêmes:
- isolant: lequel, et comment le monter?
- pare-vapeur: lequel, et où?
- faut-il préparer le mur, et comment?

Je vous propose de faire une campagne de simulation pour étudier ça.
Dans un deuxième temps, on pourra confronter les résultats avec l'expérience de tout un chacun.
Le but ultime est de vulgariser les conclusions et les intégrer au fil épinglé La vapeur d'eau dans les murs

[Yoghourt]

Je vous propose que dans un premier temps, on s'attache au type et à la position du frein-vapeur.

1) Compositions de paroi
1.0) mur d'origine
Enduit chaux extérieur 2cm
Chaux grossière 42cm
enduit chaux intérieur 1cm

1.1) pas de FV ni lame d'air
1.2) pas de FV et lame d'air

1.3) FV (kraft bitumé) sans lame d'air technique
1.4) FV (kraft bitumé) avec lame d'air
1.5) FV (kraft bitumé) avec lame d'isolant

1.6) FV à mu variable sans lame d'air technique
1.7) FV à mu variable avec lame d'air
1.8) FV à mu variable avec lame d'isolant

1.9) PV sans lame d'air
1.10) PV avec lame d'air
1.11) PV avec lame d'isolant

2) Conditions expérimentales
- mur orienté est, afin de limiter l'impact de la pluie et du soleil sur les résultats
- atmosphère intérieure "normale", pas de surchauffe d'été (eqv à dire qu'il y a une clim)
- crépi clair, etc.
- observation spécifique des 1 ou 2cm de part et d'autre du côté chaud du mur

3) Moyens d'expérimentation
La version gratuite du logiciel WUFI

4) Expérimentations à réaliser
4.1) trouver T°C et %HR d'équilibre de la paroi (grosso-modo au milieu du mur)
4.2) Observer le comportement du mur depuis l'équilibre précédent
4.3) Observer le comportement du mur depuis 90% d'humidité et T°C d'équilibre
(capacité d'assèchement)

La liste minimale des résultats à observer reste à établir.

On assortira les résultats de quelques réserves vis à vis des "ponts de vapeur" usuels:
- plancher bois ou poutre
- mur de refend en brique platrière

[Yoghourt]

Voici les graphes des climats intérieurs et extérieurs:
1
2

Les résultats bruts d'un premier jeu de simulations vont suivre ce midi.

[Yoghourt]

Parois à l'équilibre:
Les température et teneur en eau initiales sont fixées de façon à retomber en moyenne sur les mêmes température/teneur en eau à la fin de la simulation pour le mur en dur.

De gauche à droite:
- mur d'origine
température moyenne 17°C, hygrométrie moyenne 60%
- isolation intérieure ouate de cellulose, frein-vapeur type kraft (Sd=1,5m), BA13
- pareil que ci-dessus sans frein-vapeur
- pareil que ci-dessus avec frein-vapeur à mu variable (P... I...)
- isolation intérieure ouate de cellulose, frein-vapeur type kraft, lame d'air technique, BA13

La température moyenne des murs isolés par l'intérieur est de 15,5°C

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite79cbb419]

salut yoghourt,

Merci pour toutes ces précisions. Excuse moi pour mon ignorance mais peux tu traduire les graphes présentés ci dessus parce que là j'ai du mal à comprendre si oui ou non de la vapeur d'eau et condensation va se créer dans les différentes situations...merci encore pour ton aide.

[Yoghourt]

Oui oui, les explications sont prévues, ça va viendre!!! En voilà un premier bout, qui sert de fondation et de référence pour la suite

Dans la suite, j'utilise "humide" pour parler de vapeur d'eau, et "mouillé" pour parler d'eau liquide.

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Mur d'origine,
simulation du mur à l'équilibre

Les 4 premiers centimètres sont nettement humidifiés par la pluie (humidité qui peut être supérieure à 80% sur la courbe verte).
L'enduit extérieur peut être temporairement mouillé, en particulier par la pluie (teneur en eau en bleu qui monte à 60kg/m3, pics de teneur moyenne en eau à 25kg/m3 sur origine-eq, teneur en eau.pdf). Mais globalement, il reste bien sec (même pdf, teneur en eau entre 4 et 8kg/m3 en dehors des pics).
La partie extérieure du corps du mur, bien qu'un peu humide (courbe verte montant à 70-80%HR), n'est quasiment pas mouillée (teneur en eau inférieure à 15kg/m3 sur ses 2cm extérieurs, et stable vers 7-8kg/m3 dans le reste du mur).
En d'autres termes, l'enduit extérieur fait bien son boulot de protection du corps du mur contre les intempéries.
Au passage, on peut noter que l'enduit extérieur s'assèche principalement par évaporation en surface et non par suintement (cf intégrale des flux, côté droit dans origine-eq, résumé.pdf)

Côté intérieur, la paroi suit avec un peu d'inertie le climat intérieur intérieur.
Pas de condensation, pas de moisissures ou d'algues (l'humidité du mur ne dépasse pas 65%).
La quantité de vapeur d'eau évacuée par perspiration est au final très faible (dans le résumé.pdf, intégrale de flux, évacuation de 0.47/2=~240g d'eau par m² et par an).
Autrement dit, un mur réputé perspirant ne garantit pas à tout coup une humidité normale dans la maison. Dans le cas présent, il faut ventiler en plus.

Seul hic: c'est une passoire à calories!!! (résumé.pdf, flux de chaleur, 935/2/3.6 = 130kWh/m² de mur/an)

simulation de l'assèchement du mur
Dans cette simu, on part de 98% d'humidité relative comme condition initiale, et on regarde comment et à quel point le mur s'assèche durant les 2 ans de la simulation. Il est fort à parier que dans la vraie vie, le mur souffrirait beaucoup de passer l'hiver dans de telles conditions. Néanmoins, cela permet de se faire une opinion la réaction du mur vis à vis de problème d'humidité accidentel (exemple: gouttière qui fuit, tuile cassé, ...) ou permanent (pont de vapeur, pièce régulièrement humide)

En 2 années, le mur d'origine est capable d'évacuer 78% de son eau excédentaire (origine-eq/as,résumé.pdf, corps du mur, assèchement vs équilibre: (50.27-16.98)/(50.27-6.93))

Le corps du mur sèche de façon très régulière, sans jamais se recharger en eau même pendant l'hiver(teneur en eau totale.pdf). L'enduit intérieur atteint peu ou prou l'équilibre très rapidement (teneur en eau.pdf).

Un tiers de l'humidité excédentaire est évacué par l'intérieur, à la fois par évapo-transpiration et par diffusion de vapeur. Côté extérieur, l'humidité s'évacue surtout par diffusion de vapeur. (résumé.pdf, intégrales des flux)

[Yoghourt]

Isolation intérieure avec frein-vapeur
simulation du mur à l'équilibre

Rien à dire concernent les 4 premiers centimètres côté extérieur: tout se passe comme dans le mur d'origine.

La première constatation est que le mur est nettement plus humide (70 à 75% HR en moyenne), et un peu moins chaud (15,5°C au lieu de 17°C).

Deuxième constatation: le mur n'est plus une passoire à calories, ouf! (résumé.pdf, flux de chaleur 177/2/3.6 < 25 kWh/m2/an)

- L'humidité relative monte au pire à 95%, à la jonction entre isolant et mur.
- Le frein-vapeur choisi (Sd=1,5m) n'empèche pas complètement la condensation (teneur en eau max de l'enduit intérieur = 12kg/m3 au lieu de 4 dans le mur d'origine). Les pics de condensation se produisent durant les épisodes les plus froids de l'hiver (teneur en eau 1.pdf, enduit chaux intérieur).
- La cellulose ne pompe pas spécialement l'eau de condensation. C'est surtout le mur côté intérieur qui se charge en eau, pendant tout l'hiver (teneur en eau1.pdf, courbes mortier de chaux fin et cellulose).
- Même si le côté intérieur du mur est un peu mouillé durant l'hiver, cela reste à mon avis raisonable pour le mur (courbe bleue avec un max à 25kg d'eau par m3 de mur). Au passage, on remarque qu'il vaut mieux utiliser du bois classe 3 (naturellement ou par traitement) pour réaliser les caissons de cellulose afin de pallier tout risque fongique (Cf. courbes de référence dans le diagramme isopleth intérieur de WUFI et examen de l'humidité/température mi-février et fin mars. Au coeur de l'hiver, pas de risque de développement de moisissure car le mur est trop froid: 95%HR et température proche de 0°C. Mais en mars/avril le mur est encore chargé en humidité (85%HR) et suffisamment chaud (11°C) pour a priori permettre le développement de moisissure. Le traitement antifongique de la cellulose la protège ainsi que le mur, mais ne protège pas à coeur le bois des caissons)

A titre de comparaison, le frein-vapeur choisi représente un obstacle à la vapeur d'eau équivalent à 4cm de bois massif léger. Autrement dit, la présence de lisses hautes et basses de 4cm d'épaisseur suffit normalement à éviter un pont de vapeur à ces endroits. Du moment que la pose est bien étanche à l'air, bien entendu.

Verdict : l'équilibre du mur est bousculé et moins stable que celui du mur d'origine, néanmoins, ça marchotte à l'équilibre.
Reste à vérifier si cette solution potentielle est aussi saine. C'est à dire vérifier si le nouvel équilibre du mur est suffisamment stable: est-ce que le mur sèche bien quand on le mouille un peu?

simulation de l'assèchement du mur
(voir image attachée)

- Le mur ne perd que 35% de son eau excédentaire. Autrement dit, l'assèchement est 2x plus lent que pour le mur d'origine (ouate_FV-as/eq, résumé.pdf, teneur en eau du corps du mur assèchement vs origine (50,27-35,78)/(50,27-8,55))
- accumulation importante d'eau entre mur et isolant (courbe bleue, pic à 80 kg/m3)
- la ouate peu mouillée: de 20% au début de la simulation, elle baisse rapidement puis reste stable à 9% +- 1% (teneur en eau 1.pdf 10 -> 4 à 6kg/m3). L'humidité est essentiellement pompée par le mur en hiver (teneur en eau 1.pdf, la teneur eau de l'enduit intérieur augmente pendant que celle de la cellulose diminue)
- Pas d'assèchement de la paroi pendant le 2ème hiver (teneur en eau totale.pdf)
- condensation et reprise d'humidité importante dans le mur pendant le 2e hiver (teneur en eau 1.pdf, enduit passe de 16 fin d'été à 36kg/m3 durant l'hiver)
- importante diffusion de vapeur d'eau côté extérieur (résumé.pdf, -6,3kg/m²)
- évapo-transpiration faible côté intérieur, évacuation surtout par diffusion de vapeur (résumé.pdf 1,7kg/m²). Seul 1/4 de l'eau excédentaire est évacuée par l'intérieur.

Verdict: ça sèche franchement moins bien que le mur d'origine! Tout porte à croire que les accidents d'humidité et autres ponts de vapeur vont stocker l'eau excédentaire dans le mur pendant l'hiver (et non dans la cellulose). Elle sera relarguée pendant la belle saison. Cela augmente le risque que le mur souffre de gel durant l'hiver à l'endroit des dégâts des eaux et des ponts de vapeur.
Ca marchotte, sans plus...

[Yoghourt]

Isolation intérieure sans frein-vapeur
simulation du mur à l'équilibre

RAS pour les 4 premiers centimètres côté extérieur (identique mur d'origine), la température moyenne du mur (identique mur isolé avec FV), et la fuite des calories (similaire mur isolé avec FV).

Par contre, le mur est encore plus humide à coeur qu'avec frein-vapeur (75 à 80%HR).

Et pendant l'hiver, c'est un peu la cata. Le côté intérieur du mur est très mouillé (courbe bleue, pic à 65kg d'eau par m3 de mur, teneur en eau 1.pdf pour l'enduit chaux côté intérieur), et plus qu'humide (courbe verte, 100%HR atteint). Ça condense et pas qu'un peu!
La ouate au contact du mur est elle aussi humide et mouillée (courbe bleue, pic à 15/55=27% de teneur en eau, pas négligeable du tout!).

Verdict: nul besoin d'aller plus loin dans l'analyse, cette solution n'est pas viable, la pose d'un véritable frein-vapeur est nécessaire.

Au passage, je rappelle que WUFI simule le transport d'eau par capillarité. Même si la paroi a qualitativement la capacité de "transpirer" côté intérieur, la simulation montre que c'est quantitativement insuffisant.

simulation de l'assèchement du mur
(Cf l'image attachée)
Ahem, ça sèche durant la belle saison mais ça condense et gèle durant l'hiver. Pas la joie...

[Yoghourt]

Isolation intérieure avec FV à mu variable
simulation du mur à l'équilibre
Par rapport au FV classique, le mur côté chaux est moins humide (courbe verte, pic à 85%HR au lieu de 95%) et bien moins mouillé (courbe bleue, pic à 15kg d'eau par m3 de mur au lieu de 25kg/m3; teneur en eau 1.pdf, enduit chaux intérieur, pic à 8kg/m3 contre 12 dans le cas FV classique et 4 pour le mur non isolé). En d'autres termes, on peut considérer qu'il n'y a pas condensation.

Comme dans le cas du FV classique, la cellulose ne pompe pas l'eau du mur. Au contraire, elle reste sèche pendant l'hiver.

L'équivalent lame d'air du FV à mu variable oscille en gros entre 15 en hiver et 3 en été (teneur en eau 2.pdf, 2.5 à 5.5kg/m3 <=> 30 à 65%HR <=> mu 15000 à 3000, épaisseur de la membrane 1mm d'après la base de matériaux du logiciel).
A titre de comparaison, cela équivaut à une épaisseur de 40cm de bois léger en hiver et 8cm en été (avec la supposition mu=40 pour le bois). Est-ce qu'on est confronté à un léger pont de vapeur en hiver? Je ne pense pas: le frein-vapeur va s'adapter localement à l'humidité qui transite. Au lieu d'avoir un excès de flux de vapeur à la fois important et ponctuel (et donc risque de moisissure), l'excès de vapeur sera plus faible et réparti (minimise fortement le risque de moisissure). Au pire, on se retrouve dans des conditions similaires à la simulation ouate+FV pour les alentours du pont de vapeur (typiquement plancher, plafond).

Verdict: par rapport au FV classique (Sd=1,5m), l'amélioration n'est pas étourdissante mais quand même significative. Reste à vérifier si le FV à mu variable creuse la différence concernant l'assèchement du mur, ou par rapport à un pare-vapeur (Sd=15m).

simulation de l'assèchement du mur
(Cf l'image attachée)
Ahem, ça sèche durant la belle saison mais ça condense et gèle durant l'hiver. Pas la joie...
- séchage légèrement meilleur que ouate+FV (résumé-eq/as, (50,27-34,86)/(50,27-7,65)=36%, courbe bleue: pic de teneur en eau du corps du mur à ~75kg/m3)
- ouate un peu plus sèche que ouate+FV (résumé, début/min/fin = 10.10/3.68/6.05 vs. 10.10/4.14/6.12 pour ouate+FV)
- pas d'assèchement du mur durant la partie la plus froide de l'hiver
- condensation et reprise d'humidité importante, mais plus faible que ouate+FV
- évacuation côté intérieur plus importante que ouate+FV (2,19 vs. 1.7), et identique côté extérieur. évapo-transpiration identique côté intérieur vs ouate+FV.

Verdict: c'est meilleur qu'un frein-vapeur classique, mais cela reste loin de l'exceptionnelle capacité d'assèchement du mur d'origine. Le risque de dégradation du mur par le gel en cas d'humidité excédentaire est subsiste, même s'il est un peu plus faible. Même si le frein-vapeur à mu variable est un peu plus tolérant qu'un frein-vapeur classique concernant les ponts de vapeur, mieux vaut percer le moins possible la membrane...
Par comparaison, le FVMV combine à la fois une bonne situation à l'équilibre (proche du PV simulé ci-après, meilleure que le FV), et la meilleure capacité d'assèchement (même un peu mieux que FV).

[Yoghourt]

Les messages précédents ont été complétés avec les simulations d'assèchement du mur.

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Isolation intérieure avec pare-vapeur
simulation du mur à l'équilibre
- enduit intérieur de 5 à 8kg/m3 (FVMV: 4,5 à 8, FV: 5 à 13)
- ouate entre 2,5 et 4 en évolution inverse (FVMV 2,5 à 4,5, FV: 3,5 à 5)
- corps du mur à 7,51kg/m3 (FVMV: 7,65, FV: 8,55)
- pas de condensation, pic à 85% (~pareil que FVMV)
- flux d'humidité côté intérieur: 0,15 (FVMV: 0,23, FV: 0,59, origine: 0,47)

A l'équilibre, c'est moins sec que le mur d'origine, mais c'est très correct. La perspiration est nettement plus faible que le mur d'origine. A part ça, on est assez proche du cas frein-vapeur à mu variable.
Le pare-vapeur choisi est loin d'être complètement étanche à la vapeur d'eau. Toutefois, son Sd=20m est déjà suffisamment important pour exacerber l'importance des ponts de vapeur, en particulier à la liaison avec un plancher en bois ou un refend en brique plâtrière.

simulation de l'assèchement du mur
- flux -6,06,/1,2 (FVMV: -6.04/2.62, FV: -6.05/2.15)
- détail flux (0,29 -6,01 0,32 0,77), FVMV
- au bout de 2 ans, le mur n'a perdu que 30% de son humidité excédentaire (résumé-eq/as.pdf, (50.27-37.49)/(50.27-7.51))
- l'assèchement du mur est correct côté extérieur mais presque nul côté intérieur. (courbe bleue, à la jonction corps du mur/enduit intérieur 50kg/m3 contre 25 pour FVMV et 30 pour FV, or 50kg/m3 est la teneur en eau en début de simu, quand le mur est franchement mouillé).
- condensation importante durant l'hiver (courbe bleue, pic à 80/85 kg/m3.
Résumé.pdf, enduit intérieur 25,41 -> min/max/fin 15,75/46,23/25,48 contre FVMV: 11.35/45.88/13.48 et FV: 12.38/48.23/15.59)
- la cellulose n'est pas très mouillée. Son eau excédentaire a été pompée par le mur. Néanmoins, elle peine à finir de sécher (résumé.pdf, 10,10 -> min/max/fin 4,02/10,10/6,99 contre FVMV: 3.68/10.10/6.05 et FV: 4.14/10.10/6.12)
- Il n'y a globalement pas de reprise d'humidité en hiver (teneur en eau totale.pdf, l'existence d'un pallier durant l'hiver est discutable)


Verdict: Le problème principal du pare-vapeur apparait nettement: il est peu tolérant à une humidification du mur. Il limite nettement la reprise d'humidité en hiver, mais empèche quasi-complètement le mur de sécher côté intérieur durant la belle saison. Un excès d'humidité a toutes les chances de se retrouver "piégé", augmentant vite le risque de condensation/gel dans le mur. Or ce risque d'humidité anormale existe dans le bâti ancien pour de multiples raisons: toit défectueux et sans pare-pluie ou gouttières/chenaux qui fuient, microfissures dans les murs, remontées capillaires, conduite d'eau ou d'évacuation défectueuse, ponts de vapeur...
Le pare-vapeur n'est donc pas une "arme ultime" pour résoudre tout problème de vapeur d'eau dans les murs, en cas d'isolation d'un mur ancien par l'intérieur.

[Yoghourt]

me sens un peu seul, sur ce fil

Il resterait à faire les simus où la lame d'air technique est remplacée par de l'isolant. Or c'est un cas de figure que je n'envisage pas pour ma rénovation. A moins que quelqu'un se mette à crier, je crois que je vais zapper ça, et peut-être embrayer sur d'autres cas de figure que j'envisage pour ma maison (variations sur le choix de l'isolant).

[Yoghourt]

Isolation intérieure avec frein-vapeur et lame d'air technique

Dans la simulation du mur à l'équilibre, la paroi se comporte comme s'il n'y avait pas de lame d'air technique.
Dans la simulation d'assèchement du mur, il y a condensation de l'humidité excédentaire dans la lame d'air, et très probablement ruissellement au pied du mur (non modélisé par WUFI).

Bref, la lame d'air technique côté intérieur ne pose pas de souci particulier, hormis peut-être dans la salle de bain ou la cuisine.

[invite359145da]

Bonjour à tous, je déterre le post, mais j’aimerai savoir ce que yoghourt, a retenu comme solution pour son isolation intérieure...je suis un peu dans le même cas de figure, murs Molière de 32cm montés à la terre et jointés à la chaux ou quelque chose du genre .

Merci de vos retours.

[Yoghourt]

Hello,
Tu as des murs de théâtre plein de vers?
- FVMV (intello) + FdB basse densité + ossature rapportée en bois, avec parement enduit tramé terre ou chaux sur canisse, ou fermacell selon les endroits.
- liège 4cm collé à l'enduit terre pour les endroits ayant reçu entre temps une isolation extérieure, finition enduit terre non tramé. Hormis au changement de support (où j'aurais dû tramer), l'enduit terre n'a pas bougé d'un poil, signe que le liège et son collage sont stables.

Chuss,
Y.

[TioChanclas]

Bonjour Yoghourt,

pouvez-vous confirmer la position du frein-vapeur par rapport à l'ensemble? D'après votre description, je le "vois" entre l'isolant et le mur en pierres, ce qui m'étonne.

Merci!

[invite359145da]

Merci a toi yoghourt,
Quelle épaisseur de ldb as tu mis? 1 ou 2 couches?
As tu laissé un vide d'air?
Si je ne fais pas d'ITE le liège n'est donc pas indispensable?

Encore merci de ton retour

[Yoghourt]

Hello,

D'après votre description, je le "vois" entre l'isolant et le mur en pierres, ce qui m'étonne.

Ce n'était pas une description ordonnée. Le Frein vapeur à mu variable est entre ossature et parement, côté chaud de l'isolant.

@Krill : de mémoire, 12+4cm de FdB en 2 couches (1 couche continue derrière ossature bois + 1 couche entre montants). Pas de vide d'air hormis au droit des "encadrement" de quelques boites électriques. A ces endroits, le FVMV constitue le fond du cadre, pour préserver l'étanchéïté à l'air & la régulation de vapeur.
Ce n'est pas l'ITE qui a rendu le liège indispensable. J'avais besoin de faire une correction thermique++ plus ou moins temporaire jusqu'à la réalisation d'une ITE bardage, et de toute façon il fallait que je coupe les ponts thermiques à la jonction ITI/ITE. On aurait pu faire autre chose que du liège, en fait.

Le liège collé à l'enduit terre sur support sans plâtre + parement enduit très ouvert, c'était plus "pour le fun" et expérimenter en conditions "faciles" sur une surface réduite, avant d'envisager une autre utilisation. Même si ça fonctionne très bien techniquement, c'est pas "DTU". Je ne le préconise pas, sauf circonstances très particulières (comme chez un pote dont la maison est en climat assez humide + risque centennal de petite submersion).

Si tu cherches plus de détails, n'hésite pas à farfouiller sur mon blog.

Chuss,
Y.

[invite359145da]

de mémoire, 12+4cm de FdB en 2 couches (1 couche continue derrière ossature bois + 1 couche entre montants). Pas de vide d'air hormis au droit des "encadrement" de quelques boites électriques. A ces endroits, le FVMV constitue le fond du cadre, pour préserver l'étanchéité à l'air & la régulation de vapeur.

Qu'est ce que tu as utilisé comme bois de structure? du 45x120?
Je me posais la questions des boitiers électriques, ne serait il pas judicieux de laisser un vide de 40mm entre le fermacell et le FVMV afin de passer les gaines et boitier?
Sinon comment faire pour ne passer transpercer la membrane?
Comment as tu fait les encadrements de fenêtres et si tu les as remplacer comment les as tu posées?

Ci joint un schéma de la structure a laquelle je pensais...

encore merci

[invite359145da]

je viens d'aller sur ton blog en fait ta structure bois ne ressemble pas a celle que j'imaginais. je suis plus parti dans l'idée de caisson comme une MOB.
Mais au final, n'est il pas plus simple de fixer les couches de LDB avec des fourrures et des appuis optima?