Évaluation du comportement de membranes de revêtement et d'éléments de drainage brevetés sous l'effet des charges climatiques

Objectif

Élaborer des lignes directrices pour la conception et l'utilisation efficace de membranes de revêtement et d'éléments de drainage brevetés dans des systèmes muraux sélectionnés en fonction du climat et de leur capacité de drainage et de séchage.

Contexte

L'importance du drainage des cavités murales n'est plus à démontrer, et l'on sait aujourd'hui que le séchage, à lui seul, ne suffit pas à venir à bout de l'humidité qui s'accumule dans ces espaces interstitiels, pour nuire à la performance à long terme des systèmes muraux. Dans les murs à ossature en bois, l'humidité finit par causer une détérioration prématurée car elle fait pourrir le bois et se former des moisissures dans les éléments. Ensuite, dans les murs à ossature en bois comme dans ceux à ossature d'acier, elle participe activement à la corrosion des fixations, des connecteurs et des assemblages métalliques. Dans ces deux types d'ossature, elle participe aussi à une augmentation de l'humidité des éléments intérieurs, ce qui réduit leur efficacité thermique et augmente les coûts énergétiques. Toutes ces raisons ont poussé l'IRC-CNRC à rechercher les combinaisons de membranes de revêtement et d'éléments de drainage qui empêcheraient, dans des configurations de systèmes muraux spécifiques, l'humidité de s'accumuler dans les cavités murales, et les climats pour lesquels ces combinaisons pourraient être recommandées. Nous avons espoir que l'ensemble des preuves issues des essais d'évaluation du comportement des produits testés servira de préalable à l'établissement de leur conformité aux différents codes du bâtiment.

Le drainage des cavités murales et l'emprisonnement de l'eau par les systèmes de bardage ont fait l'objet de nombreuses études, mais ces études se sont exclusivement concentrées sur des murs à ossature en bois, sans faire cas des effets de la convection naturelle, de la convection combinée ou de la force provoquée par les différences de température et la pression du vent subies par la surface des murs. En ce qui concerne le séchage, la plupart des études se sont concentrées sur la caractérisation de l'écoulement de l'air dans les cavités ventilées de murs à écran pare-pluie, la mesure de taux de ventilation dans les cavités murales et la modélisation du séchage par convection des cavités murales ventilées dans les enveloppes de bâtiment. Dans tous les cas, aucune étude n'a permis, jusqu'ici, de déterminer des critères de sélection de combinaisons de membranes de revêtement et d'éléments de drainage brevetés ou la profondeur appropriée des cavités murales, en fonction de la taille des bâtiments et de leur situation géographique.

Le projet d'étude proposé par l'IRC-CNRC vise à élaborer des procédures d'évaluation du comportement de membranes de revêtement et d'éléments de drainage brevetés, grâce aux simulations hygrothermiques de systèmes muraux élaborés à l'aide de combinaisons de membranes et d'éléments spécifiques et soumis à différentes charges climatiques. Pour ces simulations, l'IRC-CNRC utilisera son tout nouveau modèle hygrothermique multi-physique, le modèle hygIRC-C, afin d'étudier plus en détail les différents scénarios d'essai et d'évaluation du comportement. Les simulations dériveront des données issues : (1) des essais en laboratoire (destinés à déterminer les propriétés hygrothermiques fondamentales des différents éléments testés) et (2) des essais en grandeur réelle des systèmes muraux (destinés à reproduire les conditions de drainage et de séchage qui permettent de caractériser les différentes combinaisons des membranes, des milieux de drainage et des espaces ventilés). Les essais en grandeur réelle seront réalisés dans une nouvelle installation d'essai configurée pour surveiller le changement de poids des échantillons et de suivre, dans le même temps, l'effet du mouillage et du séchage de ces échantillons.

Résultats attendus

Évaluation du comportement de barrières étanches, de membranes de revêtement et d'éléments de drainage par des simulations hygrothermiques vérifiées par des essais en laboratoire, pour :

• déterminer la capacité de séchage des murs (à ossature en bois ou en acier), pour mieux comprendre leur capacité à drainer leur eau et à sécher, lorsqu'ils ont été :
  • configurés avec différents bardages (bardage en brique, en stuc, placage en pierre, etc.) ou d'autres éléments (combinaisons de membranes de revêtement, d'éléments de drainage, dont ceux des partenaires du projet, par exemple),
  • placés sous différents climats et soumis à des conditions extrêmes de pluie battante.
• appliquer la connaissance acquise à l'élaboration de méthodes d'essai et d'un guide d'évaluation pour le Canada et les États-Unis.

Partenaires

L'ABAA (American Air Barrier Association) et l'IRC-CNRC (Institut de recherche en construction du Conseil national de recherches du Canada).

Les partenaires du projet devraient bénéficier, avant tout, des dernières données sur la capacité de gestion et de dissipation de l'humidité par des systèmes muraux configurés avec leurs produits en différentes combinaisons de bardages, de membranes de revêtement et de systèmes de drainage. Cette connaissance devrait permettre aux partenaires du projet de comprendre les effets des combinaisons des éléments sélectionnés sur la capacité des systèmes muraux à gérer l'humidité. Elle devrait également leur permettre d'adapter les éléments muraux chargés de la gestion de l'humidité au système mural et au climat sous lequel ce système devra fonctionner. La connaissance et l'expertise dégagées par les partenaires du projet constitueront, à coup sûr, un tremplin fort utile au développement de guides d'évaluation et de critères d'acceptation des produits et systèmes étudiés. Quant aux méthodes d'essai développées dans le projet, elles devraient fournir la base d'un protocole d'essai et d'évaluation d'un guide d'évaluation de produits intégré dans un processus d'approbation.

Dates de démarrage/fin du projet

Ce projet devrait démarrer en mai 2010 et s'achever en 2012.

Gestionnaires de projet

Michael A. Lacasse, Ph. D. (IRC-CNRC)
M. Laverne Dalgleish (représentant d'ABAA Industry)

Information pertinente

Instituts:

• Institut de recherche en construction du CNRC