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Digeste de la construction au Canada; no. CBD-6F, 1960-06
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Pénétration de la pluie dans les murs de maçonnerie composite
Digeste de la Construction au Canada
Division des recherches en construction, Conseil national de
recherches Canada
CBD 6F
Pénétration de la pluie dans les murs
de maçonnerie composite
Publié à l'origine en juin 1960 T. Ritchie
Veuillez noter
Cette publication fait partie d'une série qui a cessé de paraître et qui est archivée en tant que référence historique. Pour savoir si l'information contenue est toujours applicable aux pratiques de construction actuelles, les lecteurs doivent prendre conseil auprès d'experts techniques et juridiques.
Dans de nombreuses régions du Canada des pluies violentes poussées par le vent tombent périodiquement et il est courant que ces pluies frappent les murs des bâtiments et les traversent de part en part. Ceci s'est produit dans de nombreux bâtiments de maçonnerie composite dont les murs étaient faits de briques, de pierres ou d'agglomérés. Cette situation est non seulement fort ennuyeuse pour les occupants mais elle est souvent difficile à corriger et elle peut conduire à une détérioration prématurée des matériaux.
Le problème de la pénétration de la pluie dans les murs de maçonnerie composite a, comme bon nombre d'autres problèmes du bâtiment, une longue histoire. Thomas Jefferson, le président des États-Unis, qui était aussi architecte, a mentionné dans ses notes de 1782 le problème des murs rendus humides par la condensation de la vapeur d'eau sur des surfaces froides et par la pénétration de la pluie.* Il est généralement admis cependant que le problème est devenu plus courant au cours des récentes années (depuis 1920 environ) qu'il ne l'était auparavant, probablement par suite des modifications apportées aux méthodes et aux matériaux de construction. Dans de nombreux pays l'emploi généralisé d'enduits comme le stucco sur les murs de maçonnerie composite montre bien que la pénétration de la pluie pose un problème. La gravité de ce problème est prouvée également par le nombre des pays qui l'étudient; ces derniers comprennent les États-Unis, le Canada, la Grande-Bretagne, la France, les pays scandinaves, l'Allemagne, et l'Union Sud Africaine. Incontestablement les études les plus complètes effectuées jusqu'à présent sur ce problème ont été celles du National Bureau of Standards des États-Unis. Les études ont commencé dans cet organisme peu après 1930 et on s'est rendu compte, grâce à elles, que parmi les nombreux facteurs qui affectent la résistance de la maçonnerie composite à la pénétration de la pluie, les propriétés des éléments de maçonnerie et du mortier sont d'une importance particulière.
Plusieurs facteurs affectent le problème; par exemple le genre d'exposition des bâtiments aux intempéries: les bâtiments peu élevés ou ceux qui sont placés dans les lieux protégés sont naturellement moins menacés que les bâtiments élevés qui s'offrent ouvertement aux attaques
du vent et de la pluie; les propriétés des matériaux utilisés et le soin avec lequel la maçonnerie est conçue et construite jouent également un grand rôle dans la résistance des ouvrages à la pénétration de l'humidité.
Comment la pluie pénètre
Lorsqu'il pleut la pression de l'air sur la surface extérieure d'un mur mouillé est généralement plus élevée que celle qui s'exerce sur la surface intérieure. La pluie qui tombe sur un mur est amenée à y pénétrer par cette différence de pression lorsqu'il y a des fissures dans les éléments de maçonnerie ou des ouvertures entre eux où l'eau peut passer et lorsque la pluie dure assez longtemps pour que l'eau puisse parvenir à l'intérieur du mur. Dans les bâtiments peu élevés (deux étages au plus) on peut se protéger contre la pluie au moyen d'un toit débordant; c'est un grand avantage. Au-dessus des hauts bâtiments les toits débordants ne sont pas aussi efficaces et il faut probablement s'attendre à ce qu'une partie des murs de ces bâtiments soit mouillée durant une tempête, quel que soit le type du toit.
Les fissures des murs de maçonnerie provoquées par des mouvements différentiels dans les différentes parties des bâtiments sont des voies d'accès pour la pluie. D'autres voies d'accès qui facilitent encore plus souvent la pénétration de la pluie au travers d'une maçonnerie sont les adhérences défectueuses entre les éléments de maçonnerie et le mortier.
Dans la plupart des cas de pénétration de la pluie dans les murs de briques, les fuites ont lieu entre la brique et le mortier; ce n'est que dans des circonstances exceptionnelles que la pluie passe au travers de la brique ou au travers du mortier. La situation est généralement la même en ce qui concerne la maçonnerie de pierres. Dans certains autres cas, cependant, on a recours à des éléments qui sont tellement perméables à l'humidité que lorsqu'ils sont exposés, dans un mur, à une forte pluie, des fuites se produisent entre les éléments. Lorsqu'on emploie des éléments hautement perméables on a donc intérêt à appliquer du stucco ou un autre enduit pour renforcer la résistance des murs à la pénétration de la pluie.
Mauvaises adhérences dans la maçonnerie de briques
Les mauvaises adhérences entre la brique et le mortier qui sont généralement la cause des fuites dans les murs de briques peuvent résulter de techniques de construction défectueuses dans lesquelles on se sert de trop peu de mortier pour former les joints ou d'une mauvaise combinaison des briques et du mortier. Dans ce dernier cas il est impossible d'obtenir un lien étroit entre les briques et le mortier lorsqu'ils sont mis ensemble dans la construction d'un ouvrage de briques.
Le lien qui se développe entre les briques et le mortier dépend de leurs propriétés, en particulier de la vitesse d'absorption de l'eau (ou "succion"), et de la propriété du mortier à adhérer à la brique et à l'eau. Lorsqu'il est placé sur des briques à haut pouvoir de succion le mortier communique rapidement son humidité à ces dernières et devient rigide et sans plasticité. Cette modification dans le mortier peut avoir lieu avant que la brique suivante puisse être placée dans la couche de mortier, en quel cas le mortier n'est pas suffisamment plastique ou adhésif pour adhérer comme il faut à la brique. Quelques mortiers résistent mieux que d'autres à la perte de leur humidité. Ces mortiers peuvent rester plastiques suffisamment longtemps pour qu'un bon lien se développe lorsque la brique suivante est mise en place.
La réaction qui se produit entre les briques et le mortier lorsqu'ils sont mis ensemble dans un ouvrage de maçonnerie détermine donc le degré de perfection du lien qui les unit. Si le lien n'est pas parfait il y aura, une possibilité que la pluie pénètre au travers des joints mal fermés. Amélioration du joint
Le joint entre la brique et le mortier est si important pour l'étanchéité du mur qu'on doit faire tout en son pouvoir lorsqu'on construit un mur de briques pour réaliser un contact parfait entre la brique et le mortier et éviter toutes zones non scellées à la surface. Si par exemple on utilise des briques ayant un grand pouvoir de succion (selon l'essai standard plus de 25 grammes d'eau absorbée lorsque la surface d'appui de la brique est plongée dans l'eau pendant une
minute) les briques doivent être humidifiées avant d'être posées. Cela réduit la succion et produit ainsi un meilleur joint de mortier. De même lorsqu'on emploie des briques ayant un grand pouvoir de succion il est préférable d'avoir recours à un mortier capable de retenir l'eau, autrement dit, ne communiquant pas son humidité aux briques. Pour obtenir un bon joint les mortiers doivent être utilisés aussi mouillés que possible. Les mortiers dont la consistance est rigide au moment où ils sont posés produisent un mauvais joint avec les briques.
La méthode employée par le poseur de briques dans la construction des ouvrages de briques affecte également le joint; on obtient un meilleur joint entre la brique et le mortier lorsqu'on place à l'avance une couche de mortier assez courte. De cette façon lorsque la dernière brique aura été mise en place le mortier sera encore souple et adhérera bien tandis qu'une couche de mortier trop longue perd sa plasticité et les dernières briques qui y seraient placées seraient fort mal jointes. Le poseur de briques ne doit pas déplacer les briques après les avoir placées dans le mortier étant donné que le mouvement briserait le joint entre la brique et le mortier et produirait une fissure intérieure. Les joints de mortier doivent être parfaits; si les joints ne sont pas remplis comme il faut la pluie pénétrera facilement.
La résistance des murs de maçonnerie de briques a la pénétration de la pluie est améliorée si les joints de mortier de la maçonnerie nouvellement construite sont finis de façon à former une surface concave. D'autres types de finition pour les joints de mortier comme les joints qui sont grattés à l'intérieur ou aplanis n'offrent pas autant de résistance à l'entrée de l'humidité que les joints finis en forme concave.
Influence du type du bâtiment
Si l'on ne prévoit pas, dans un bâtiment, l'ajustement des mouvements différentiels, cela peut conduire à des fissures dans la maçonnerie. La pluie peut alors pénétrer là où la maçonnerie s'est ouverte par suite des efforts auxquels elle a été soumise. La fissure des murs de maçonnerie ou des planchers de béton où aboutissent des dalles de toitures, par exemple, a été attribuée dans bien des cas au "travail" du béton (provoqué par son rétrécissement initial ou par des mouvements arrivés par la suite à cause des changements de la température et de la teneur en humidité) travail qui fait craquer la maçonnerie adjacente.
L'expansion ou la contraction des murs peut également être une cause de fissures. Dans le dernier cas un exemple familier est celui des fissures provenant de l'assèchement des briques. Certains types d'éléments de maçonnerie rétrécissent beaucoup en sèchant et si le rétrécissement ne peut pas suivre son cours normal, des efforts sérieux en résultent qui peuvent conduire à des fissures dans le mur. Il faut donc prévoir des joints de "contrôle" afin de compenser les mouvements produits.
La combinaison de la maçonnerie composite et des charpentes dans un bâtiment complique le mesures à prendre pour empêcher la pénétration de la pluie. L'épaisseur de la maçonnerie aux colonnes et aux poutres de tympan est généralement réduite ce qui la rend plus vulnérable à la pénétration de l'humidité que le reste du mur. De plus les mouvements différentiels qui se produisent entre la charpente et la maçonnerie sont une source possible de fissures. Un couvre-joint dans le mur à l'emplacement des poutres de tympan, par exemple, a quelquefois permis d'avoir un "plan de clivage" pour réduire les efforts produits dans la maçonnerie lesquels pourraient provoquer des fissures dans le mur.
Les murs de parapets favorisent souvent l'entrée de la pluie lorsqu'ils n'ont pas été isolés du mur inférieur au moyen de couvre-joints appropriés. Si on n'a pas recours à ce moyen d'imperméabilisation la pluie peut pénétrer dans le mur de parapet et ensuite tomber dans la maçonnerie. C'est pourquoi il est nécessaire d'installer avec soin des couvre-joints à la base du parapet. De plus, par suite des conditions météorologiques sévères auxquelles le mur de parapet est exposé ses surfaces supérieures et intérieures doivent être protégées au moyen de revêtements appropriés.
On peut obvier aux sources ordinaires de fuite en installant des conduites de drainage d'une capacité adéquate et en éliminant les surfaces adjacentes à la maçonnerie qui font couler l'eau
dans la maçonnerie. Il est également nécessaire de calfater avec soin les portes et les fenêtres afin de les protéger contre la pénétration de la pluie. Pour se protéger contre les pluies poussées par le vent il faut en somme faire des plans minutieux pour les bâtiments et installer des couvre-joints et calfater comme il faut.
Murs creux
Un type spécial de mur de maçonnerie qu'on appelle "murs creux" est conçu spécialement pour résister à la pénétration de l'humidité. Ce type de mur a été utilisé extensivement dans certains pays particulièrement en Grande-Bretagne où les maisons sont souvent exposées à la pluie. Au cours des récentes années de nombreux bâtiments ayant ce type de mur ont été construits aux États-Unis et ils se sont bien comportés, même lors de pluies violentes. Un mur creux comprend deux sections séparées par un vide vertical continu mais liées au moyen d'attaches métalliques. Le principe de fonctionnement d'un mur creux est que la pluie peut pénétrer dans la section extérieure du mur et couler le long de la surface intérieure de cette section mais qu'elle ne pourra pas traverser le vide et atteindre la section intérieure.
Les attaches de métal possèdent un V au centre de façon à ce que l'eau ne puisse pas traverser sur elles. L'eau qui s'écoule vers le bas du vide frappe une bavette et des conduites de drainage l'éloignent du mur. Dans les murs creux par conséquent les briques de la section extérieure ne sont pas destinées à empêcher la pénétration de l'humidité. La pluie appelée à pénétrer dans le mur est contrôlée dans son mouvement et elle est expulsée à la base du mur. Il est évident que la construction d'un mur creux doit être soignée afin d'éviter le transfert de l'humidité d'une section du mur à l'autre au moyen d'attaches de mortier ou d'autres matériaux. Des couvertures appropriées doivent être placées au sommet des murs creux et des montants verticaux doivent être installées à l'intérieur du vide pour les jambages des portes et des fenêtres.
Traitement des murs humides
La pénétration directe de la pluie au travers de la maçonnerie n'est qu'une des causes de l'humidité présente à la surface intérieure d'un mur. D'autres causes d'humidité sont: la condensation de la vapeur d'eau sur une surface froide, des conduites de drainage ou des tuyaux défectueux à l'intérieur d'un mur ou près de lui, des couvre-joints inadéquats, une absence de calfatage autour des ouvertures et l'élévation de l'humidité du sol dans le mur par effet de mêche. La possibilité d'autres causes devrait par conséquent faire l'objet d'une enquête avant qu'on cherche à corriger un problème d'humidité.
La plupart de la pluie qui pénètre dans la maçonnerie composite passe là où les briques et le mortier adhèrent mal. Les voies d'accès ne se voient généralement pas et le mur peut paraître imperméable. La pluie peut pénétrer également au travers des briques si elles sont suffisamment perméables mais cette pénétration est généralement peu importante en comparaison avec les fuites qui se produisent aux joints. Pour contrôler les fuites qui se produisent entre les éléments de construction et le mortier il est nécessaire de boucher les ouvertures. On peut réaliser cela en insertissant une pâte faite de ciment portland et de sable fin dans les joints de mortier; une partie de la pâte pénètre dans les ouvertures et les ferme. Une autre méthode est le repointage qui consiste à enlever le mortier jusqu'à une épaisseur d'environ ½ pouce à partir des joints et à le remplacer avec du mortier frais et bien tassé dans l'ouverture de sorte qu'il adhère bien aux éléments et au premier mortier.
Les murs composés d'éléments perméables exigent un traitement plus radical lequel dépend de la perméabilité des éléments et de la sévérité de l'exposition. Pour les éléments fortement perméables situés dans des conditions d'exposition graves le stucco sera peut être le seul traitement qui empêchera la pluie de pénétrer. Dans d'autres cas le fait de peindre le mur ou d'appliquer un agent imperméabilisateur incolore comme le silicone peut empêcher la pénétration. Ces traitements devront être renouvelés périodiquement.
Il faut souligner qu'une partie essentielle du traitement destiné aux murs humides consiste à remplir les fissures de construction, à renouveler le calfatage autour des fenêtres et à réparer ou à modifier les conduites de drainage et les couvre-joints défectueux.
Résumé
La pénétration de la pluie dans les murs de maçonnerie composite est un problème qu'on rencontre souvent et qui est attribuable à plusieurs causes. Lorsque les éléments et le mortier ne sont pas complètement liés l'un à l'autre la pénétration peut se produire aux joints. De plus lorsque des éléments perméables sont employés les fuites peuvent se produire au travers d'eux. Les fissures de construction constituent une autre voie d'accès pour la pluie.
Lorsqu'on fait les plans d'un bâtiment il y a lieu de tenir compte des efforts risquant de se produire dans la maçonnerie par suite des mouvements différentiels des diverses parties du bâtiment. Lorsque cela est possible on doit compenser les mouvements sans créer d'efforts sur la maçonnerie afin d'éviter les fissures. Un plan adéquat destiné à un bâtiment capable de résister à la pluie doit prévoir également des couvre-joints adéquats et un calfatage complet des ouvertures. Lorsqu'on construit un ouvrage de maçonnerie composite et particulièrement de maçonnerie de briques, des mesures doivent être prises afin d'obtenir un lien parfait entre les éléments et le mortier pour éviter les fuites.
Les murs creux constituent une solution pour résister à la pénétration de la pluie et ils s'emploient de plus en plus là où la pluie provoque des problèmes de fuites dans les murs non creux.
Le traitement d'un mur de maçonnerie affecté par la pénétration de la pluie comprend le bouchage des ouvertures entre le mortier et les éléments et souvent l'application d'un enduit comme le stucco sur les éléments très perméables. Dans d'autres cas des couches de peinture ou des enduits imperméables incolores peuvent suffire. Le traitement d'un mur mouillé comprend par ailleurs le remplissage des fissures de construction, le renouvellement du calfatage et la réparation des conduites de drainage et des couvre-joints défectueux.
* ". . . chez nous cela arrive seulement au travers des murs Nord et Est de la maison après une tempête Nord-Est, celle-ci étant la seule qui persiste assez longtemps pour pénétrer dans les murs.... Dans une maison dont les murs sont faits de briques bien cuites et de bon mortier je n'ai vu la pluie pénétrer que deux fois en une douzaine ou une quinzaine d'années."
