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Permeance ou perméabilité des murs extérieurs

1osb pourritureAu Québec, la majorité des charpentes de bois des maisons récentes sont recouvertes de panneaux de copeaux de bois orientés (OSB). Ces panneaux sont cloués directement dans la charpente pour servir à contreventer la structure (contrer les déformations latérales).

Plusieurs propriétaires questionnent cette utilisation car les panneaux OSB ont une faible perméance à la vapeur d’eau. L’humidité dans le mur pourrait-elle rester entre le pare-vapeur intérieur et le revêtement d’OSB extérieur?

Quelques constructeurs recommandent de retourner à la planche de bois en prétendant que le bois « respire » et diffuse davantage l’humidité. Est-ce vraiment le cas ?

Diffusion de la vapeur d’eau dans les murs au Québec et panneaux OSB
2solins fenetresIdéalement, dans un climat froid, un revêtement intérieur devrait être pare-vapeur pour retenir l’humidité dans la maison. Ceci afin d’éviter la condensation dans le mur durant l’hiver. Il doit donc être peu perméable à la vapeur d’eau.
Au contraire, le revêtement extérieur de la charpente (pas le parement extérieur mais bien le revêtement extérieur sur la charpente) devrait être très perméable à la vapeur d’eau.

Un matériaux dit « pare-vapeur » a une perméance à la vapeur d’eau de 1 perm US ou moins. Les matériaux ayant plus de 1 perm ne sont pas considérés comme pare-vapeur mais, tout étant relatif, un matériaux ayant entre 1 et 2 perms peut être considéré comme partiellement pare-vapeur.

Selon le Centre d’expertise sur la construction commerciale en bois Cecobois les panneaux d’OSB au Canada ont une perméance de:
3,33 perms US (200 ng/Pa.s.m2) pour une épaisseur de 5/16 » (7.5 mm)
2 perms US (120 ng/Pa.s.m2) pour une épaisseur de 7/16″ (11 mm)
1 perm US (60 ng/Pa.s.m2) pour une épaisseur de 5/8 » (15.5 mm).

Cecobois juge que des panneaux avec une perméance de 2 perms (120 ng/Pa.s.m2) ou davantage, comme les panneaux OSB de 11 mm ou moins, sont considérés suffisamment perméables à la vapeur d’eau pour qu’une cavité de mur s’assèche lorsqu’elle est construite avec du bois de charpente vert. Techniquement on devrait toujours construire avec du bois « sec » mais certains entrepreneurs construisent encore avec du bois vert.
Dans tous les cas, il faut tout de même s’assurer que les calfeutrages et les solins des fenêtres demeurent étanches et que les infiltrations potentielles en provenance du toit ne se retrouvent pas dans les murs.

Perméance (perméabilité) à la vapeur d’eau du bois de charpente
3osb moisissureUne étude de 2009 du laboratoire Exova en Ontario pour l’Association canadienne des entreprises de mousse uréthane voulait évaluer les dangers potentiels de joindre un isolant de mousse polyuréthane avec une structure de bois standard (épinette).
Il a été établi que pour des épaisseurs de 1,5 à 5,5 pouces (38 à 140mm) la perméance de ce bois perpendiculairement aux fibres varie de 0,35 à 0,63 perm (20 à 36 ng/Pa.s.m2) quelque soit son épaisseur.

C’est à dire que la perméance à la vapeur varie davantage en fonction de la qualité du bois et de sa provenance dans l’arbre (centre ou périmètre) qu’en fonction de son épaisseur. Dans tous les cas cependant, et quelque soit son épaisseur, le bois semble fortement pare-vapeur (moins de 1 perm).

Le polyuréthane étant pare-vapeur à partir d’un pouce d’épaisseur et plus, les conséquences pour l’isolation du bois avec polyuréthane sont donc relatives à l’épaisseur de polyuréthane et à sa position dans l’assemblage des murs ou des toits.

Cependant, une autre étude, celle-ci de l’Université de Waterloo en Ontario, a démontré que le panneau d’OSB développe davantage de moisissures que le bois et le contreplaqué dans les mêmes conditions d’humidité élevée.
Cela ne signifie pas qu’on doit éviter l’OSB mais qu’il faut mieux le protéger que le bois ou le contreplaqué. Je rappelle que les panneaux d’OSB sont très écologiques et sains pour la qualité de l’air. Ils sont faits de résidus de bois de sciage ou d’arbres sans valeur commerciale et leur résine n’a plus de formaldéhyde.

Quelle perméance est nécessaire?
4permeance-mursAu Québec, il est obligatoire de recouvrir les ponts thermiques d’un isolant pour atteindre une isolation totale minimum de R-24 incluant un recouvrement des colombages de bois d’un isolant R-4.

Généralement nous les recouvrons par l’extérieur pour éviter les problèmes de continuité avec les cloisons et les planchers. Si, et seulement si, le revêtement de charpente ou le matériau isolant extérieur est peu perméable (1 perm ou moins) l’isolant extérieur doit respecter une valeur isolante qui est relative à l’épaisseur de l’isolant intérieur et au climat de la région qui est évalué en degrés-jours.

5tableauPar exemple, si la maison est située à Montréal, dans une zone de degrés-jours de moins de 5000 la valeur isolante totale exigée pour le mur est de R-24 et le rapport minimum R ext./R int. est de 0,20. On doit donc avoir à la fois:
R4 ext. + R20 int. = R24 total
R4 ext./R20 int. = 0,20 comme rapport minimum

Si la maison est située à Québec, dans une zone de plus de 5000 degrés-jours le rapport doit être augmenté:
R6 ext. + R20 int. = R26 total (donc plus de R-24)
R6 ext./R20 int. = 0,30 comme rapport minimum

Ce calcul vise à éviter la condensation excessive dans les murs par temps froid. Plus la température extérieure est froide plus l’isolation extérieure doit être importante pour éviter la condensation.
On le voit, cette stratégie fonctionne dans la mesure où on construit avec du bois sec, en respectant les ratios d’isolation ext./int. et en espérant qu’il n’y ait pas d’infiltration d’eau dans les murs.
On comprend pourquoi l’utilisation d’un revêtement extérieur à forte perméance réduit les inquiétudes des propriétaires reliées à la condensation hivernale mais si le travail est bien fait les risques sont minimes.

Les calculs de conversion
Si tout le monde travaillait en perm US ce serait simple à calculer mais il existe plusieurs façons de décrire la diffusion de la vapeur d’eau. En voici quelques unes que l’on retrouve dans la description des fabricants.

La perméance (W): elle peut s’exprimer en perm US, en perm métrique ou en nanogrammes (ng). Voila la règle de conversion.
1 perm US (grains/pi²•h•po Hg) = 0,659045 perm métrique (g/jour•m²•mmHg) = 57 ng/s•m²•Pa

µ (mu): on peut l’appeler facteur de diffusion de la vapeur d’eau ou coefficient de diffusion de la vapeur d’eau ou le coefficient de résistance à la diffusion de vapeur d’eau. C’est une « valeur », une grandeur sans dimension. Plus µ est élevé, plus la résistance est grande.

Sd: μ-valeur multipliée par l’épaisseur en mètre d’un produit = Sd (la résistance à la diffusion de vapeur d’un produit en fonction d’une épaisseur précise )

Les Européens utilisent généralement μ et Sd, ce qui rend les comparaisons difficiles. Pour convertir ces valeurs-coefficients en perms voici la méthode: ce n’est pas simple.
1- Multiplier μ-valeur par l’épaisseur en mètre pour obtenir Sd (la résistance à la diffusion de vapeur )
2- Diviser Sd par 0,2 (la perméabilité de l’air à la vapeur d’eau) pour obtenir (x) en MNs/g ( la résistance à la diffusion de vapeur d’eau en Mega-Newton seconds per gram)
3- Puis diviser 1 par (x) pour obtenir (y) en g/(MNs)
4- Puis diviser (y) par 0.0572 pour obtenir (z) en perms US.

Le béton cellulaire est-il vraiment un bon diffuseur d’humidité?
6blocs beton cellulaireVoyons un exemple de conversion de «valeur μ en perm US» avec un bloc de béton cellulaire d’une valeur μ = 10 et d’une épaisseur de 15 cm. On dit dans bons nombres de livres qu’une valeur inférieure à 10 correspond à une bonne diffusion de la vapeur d’eau.

10 X 0,15m = 1,5 (valeur Sd)
1,5 ÷ 0,2 = 7,5 MNs/g
1 ÷ 7,5 = 0,13 g/(MNs)
0,13 ÷ 0.0572 = 2,27 US perms.

À partir d’une valeur μ de 10 et moins on obtiendra donc un perm US de 2,27 et plus, ce qui correspond effectivement à une diffusion de vapeur acceptable pour le Canada mais tout de même beaucoup moindre que les panneaux de fibres de bois isolants de type SONOclimat Eco4 dont la perméabilité est de 26 perms pour 1,5 po (38mm).

En conclusion
7condensation mursDans les conditions de climat froid, il est préférable d’avoir un revêtement extérieur de charpente suffisamment perméable à la vapeur d’eau pour éviter la formation d’un double pare-vapeur intérieur et extérieur. Il demeure très important d’assurer l’étanchéité des fenêtres et du toit pour éviter toute infiltration d’eau dans les murs car la moisissure s’installe en quelques jours dans un milieu en présence d’eau, de chaleur et d’air.

Yves Perrier
2015-10-13