La condensation dans la masse est due à la diffusion de la vapeur dans les matériaux poreux de l’enveloppe. Elle peut aussi résulter d’un autre mécanisme de transfert de masse qui est la convection (transport de la vapeur par écoulement d’air).
La condensation due à la diffusion de la vapeur d’eau dans les matériaux composant une paroi, se produit lorsqu’à un endroit de la paroi, la pression de vapeur réelle devient égale à la pression de vapeur saturante correspondant à la température à cet endroit.
La vapeur d’eau se déplace des zones à forte concentration en vapeur vers les zones à faible concentration. L’occupation, ainsi que les activités qu’abrite le bâtiment entraînent l’augmentation de la vapeur d’eau. Pour un bâtiment chauffé, la pression de vapeur est généralement supérieure à celle du climat extérieur. Cette différence de pression crée un flux de vapeur à travers la paroi, de l’intérieur vers l’extérieur.
La diffusion de la vapeur d’eau à travers une couche d’un matériau est d’autant plus importante que le matériau constituant est plus perméable, c’est-à-dire que son coefficient de résistance à la diffusion de la vapeur est faible. Ce coefficient, noté µ, est toujours supérieur à 1.
La quantité de vapeur d’eau traversant une couche d’un matériau ne dépend pas uniquement du coefficient µ, mais aussi de l’épaisseur d de cette couche. L’épaisseur équivalente sd, indiquant la résistance à la diffusion de vapeur d’eau qu’offre une couche de matériau, s’écrit :
Certains produits de construction, comme les pare-vapeurs, sont souvent caractérisés par leur perméance à la vapeur d’eau. Celle-ci correspond à la quantité de vapeur qui traverse 1 m² de couche de matériau en 1 heure pour une différence de pression de 1 mmHg entre les deux faces.
Pour éviter la condensation dans la masse, il faut bien choisir les matériaux utilisés et surtout l’éventuel pare-vapeur et sa localisation au sein de la paroi. Les règles de l’art (Règles professionnelles, NF DTU, etc.) donnent, généralement, les caractéristiques du pare-vapeur à utiliser en fonction de l’usage du bâtiment, sa localisation, etc. En l’absence d’informations suffisantes, des simulations numériques, voire des essais, peuvent s’avérer nécessaires.
A minima, la règle du « 5/1 » entre la valeur sd du parement intérieur (ou de l’éventuel pare-vapeur) et la valeur sd du parement extérieur doit être respectée. Dans certains cas (climat froid, production importante de vapeur dans le local), cette règle pourrait ne pas être suffisante.
Dans le cas de la mise en œuvre d’un doublage intérieur isolant (notamment dans les opérations de réhabilitation), la règle dite des « 2/3 – 1/3 » doit être respectée en plus de la règle du « 5/1 ». La règle des « 2/3 – 1/3 » stipule que la résistance thermique du doublage intérieur, mise en œuvre du côté ‘chaud’ par rapport au pare-vapeur ou tout autre matériau résistant à la diffusion de la vapeur, ne doit pas dépasser 1/3 de la résistance totale de la paroi. Cette règle peut évoluer vers « 3/4 – 1/4 » pour les régions froides. Les caractéristiques de la paroi, et notamment la présence de ponts thermiques, influent aussi sur cette règle.
Condensation dans la masse : Règles du « 5/1 » et des « 2/3 – 1/3 »
Amor Ben Larbi, directeur de projets de recherche, CTICM