Les solutions pour des raccords de fenêtre étanches à l'air

En 2019, un test d'étanchéité à l'air a été effectué dans environ 90% des nouvelles maisons et nouveaux appartements. Depuis 2006, nous ne constatons guère d'amélioration au niveau de l’étanchéité à l’air mesurée. Sur plus de 10 ans, l'étanchéité à l’air moyenne s'est seulement améliorée d'environ 11%, alors qu'il reste encore énormément de marge pour faire mieux.

Il y a peu de problèmes au niveau des fenêtres proprement dites. Lorsque les quincailleries sont correctement réglées, la quasi-totalité des fenêtres s’avèrent conformes à la classe européenne la plus stricte (la classe 4, avec un taux de déperdition de maximum 1,89m³/h.m²). Le sciage trop court des parcloses reste un point d'attention, mais celui-ci peut être facilement contrôlé. Les problèmes se posent principalement au niveau des raccords de fenêtre. Assurer la finition étanche à l’air d’un raccord est beaucoup plus complexe. Il existe différentes options et il faut se raccorder au travail d'un tiers. Nous énumérons ci-après les différentes solutions et examinons les plus appropriées pour réaliser des raccords de fenêtre étanches à l'air.

Mesurer, c'est savoir

L'étanchéité à l'air d'un bâtiment se mesure au moyen d’un test d’infiltrométrie (test blower door) ou de pressurisation. Pour ce test, un film muni d’un grand ventilateur est installé dans l’ouverture d’une porte. Ce ventilateur souffle de l’air dans la maison de manière contrôlée, créant ainsi une différence de pression entre l'air intérieur et extérieur. Vu que la maison ne sera pas parfaitement étanche à l’air, l'air insufflé s'échappera vers l'extérieur par les fentes et interstices. Le ventilateur souffle toujours l’air à l’intérieur selon un débit déterminé afin de maintenir la différence de pression constante. À une différence de pression de 50Pa, on mesurera combien de mètres cubes d'air seront insufflés à l’intérieur par heure. Ce test sera effectué en surpression et en dépression, et la moyenne de ces deux mesures exprimera la fuite d'air en m³/h à 50Pa.

n50 ou v50?

Évidemment, à une différence de pression de 50Pa, les très grands bâtiments présenteront beaucoup plus de déperditions d’air que les petits bâtiments. Afin de pouvoir comparer deux résultats, il convient d’examiner le débit total en fonction de la taille du bâtiment. Cela peut se faire de deux manières: en divisant le débit par le volume intérieur du bâtiment ou en le divisant par la superficie de l'enveloppe du bâtiment. Dans le premier cas, on parlera alors de valeur n50, tandis qu’on parlera dans le second de valeur v50. Pour les maisons passives sera utilisée la valeur n50, tandis que le rapporteur PEB devra encoder dans le logiciel la valeur v50. Aujourd'hui, la valeur v50 moyenne est de 3,6 m³/h.m².

Où les fuites d’air se situent-elles?

Mesurer l'étanchéité à l'air permet de montrer la quantité d'air qui s'échappe d'un bâtiment, mais pas l’endroit précis où se situent ces fuites. Parfois, vous pourrez ressentir des fuites d'air individuelles. On pourra aussi parfois détecter celles-ci avec de la fumée. La quantité d’air précise qui s’échappe via chaque fuite reste une inconnue. Entre-temps, des recherches approfondies nous ont appris où se situent les points les plus problématiques. De nombreux tests de laboratoire ont été effectués, ainsi que des mesures répétées dans des habitations, en apportant certaines adaptations entre chaque mesure.

Les murs non-enduits arrivent en tête de liste des fuites d'air. Cela peut sembler évident, mais souvent, des parties de gaines techniques, les débarras, les angles des pignons et d'autres endroits moins évidents ne seront pas plafonnés. Une deuxième source importante de fuites concerne les membranes d’étanchéité à l’air qui ne sont pas continues, comme un pare-vapeur qui se chevauche sur un toit en pente. On pense parfois que la construction à ossature bois est par définition plus étanche à l’air parce qu’elle utilise de nombreuses membranes, mais une construction à ossature bois dotée d’une finition de moindre qualité sera indubitablement moins étanche à l’air qu'une maison ordinaire érigée avec des blocs treillis. Les raccords ou jonctions – raccords de fenêtre, traversées de tuyaux, etc. – forment une troisième catégorie importante. Surtout dans le cas des raccords de fenêtre, les fuites d'air peuvent être causées par des angles complexes, des ancrages de fenêtre gênantes et des problèmes à hauteur de l’appui de fenêtre.

Solutions

Une maison quatre façades moyenne présentera facilement une centaine de mètres de raccords de fenêtre. Les fuites au niveau de ces raccords auront donc rapidement un impact majeur sur l'étanchéité à l’air totale de la maison. Au cours des 8 dernières années ont été effectuées des dizaines de tests pour déterminer les meilleures solutions, tant en construction à ossature bois qu’en construction massive. Nous nous limiterons ici à la construction massive, mais les résultats pour la construction à ossature bois seront très similaires.

Afin de pouvoir tester différentes configurations, un mur d’essai a été maçonné au Centre d’Essai pour Éléments de Façade de l’Université de Gand, renfermant une fenêtre de 1,23 mètre de largeur sur 1,48 mètre de hauteur. Ces configurations d’essai ont été exécutées en collaboration avec des professionnels.

On peut distinguer dans les grandes lignes trois types de finition:

1. la présence d’un encadrement en bois entre la fenêtre et le mur;
2. les battées de l’ouverture de fenêtre ont été plafonnées jusqu'à la menuiserie;
3. l’installation autour de la fenêtre d’un cadre en multiplex pour fixer la fenêtre dans le mur.

Les résultats permettent de faire une distinction entre les mauvaises solutions, les solutions moyennes et les bonnes solutions.

• Une bonne solution sera toujours recommandée: même dans les maisons passives, les fuites via les raccords de fenêtre devraient représenter moins de 5% du total des fuites.
• Les solutions moyennes seront généralement acceptables: les fuites représentent toutefois ici environ 15% du total des fuites.
• Tandis que les mauvaises solutions réduiront fortement l’étanchéité à l’air moyenne du bâtiment. Elles sont donc tout bonnement à déconseiller. Outre des déperditions d'énergie importantes, cela entraînera aussi un risque important de problèmes d'humidité.

Encadrement en bois

6 configurations avec un encadrement en bois ont été testées (voir tableau 1). Les joints entre les fenêtres et les murs non-remplis ou remplis avec de la laine de roche ne sont pas du tout étanches à l’air et doivent être évités. Un remplissage partiel avec de la mousse de PU rendra le raccord plus étanche à l’air, mais il y aura encore et toujours des fuites car la mousse ne se prolonge pas de manière continue depuis la menuiserie jusqu’à l'enduit étanche à l’air du mur. Même avec un joint totalement rempli, il y aura encore et toujours des fuites au niveau des ancrages de fenêtre, parce que la mousse ne remplira pas entièrement la cavité située derrière ces ancrages. Si le raccord entre l'encadrement en bois et la menuiserie est parachevée avec un joint de mastic correctement dimensionné, vous créerez un ensemble parfaitement étanche à l’air. Lors des essais a toujours été utilisée une mousse PU souple à cellules ouvertes. Celle-ci permet de compenser les légers mouvements (vibrations, dilatation thermique) sans que la mousse ne se détache du gros œuvre. Ce qui garantit des performances à long terme.

Plafonnage avec joint de mastic et ou profilé d'arrêt

Les battées de l’ouverture de fenêtre seront souvent plafonnées parce que cela créera un aspect plus épuré. Dans le laboratoire de l'Université de Gand ont été testés 5 raccords de fenêtre avec une finition plafonnée. Il en ressort que des solutions étanches à l’air sont assurément possibles, mais que le plafonnage seul ne suffit pas. Sans joint de mastic ni membrane se produira en effet une microfissure de retrait entre la fenêtre et le plafonnage. D'une part en raison du séchage du plafonnage humide, d'autre part en raison des chocs de l’ouvrant ou de la dilatation ou du retrait de la fenêtre suite aux fluctuations de température.

Le masticage de ce joint n'améliore que temporairement l'étanchéité à l'air car le joint de mastic se dégradera avec le temps. Un profilé d'arrêt constituera par contre une solution durable. Celui-ci devra être coupé en onglet avec précision dans les angles. Cela vaut aussi pour l'appui de fenêtre: sans profilé d'arrêt, une liaison étanche à l’air durable ne sera pas possible.

Plafonnage avec membrane d’étanchéité à l’air

Le recours à une membrane d’étanchéité à l’air sur laquelle vous pourrez appliquer l’enduit permettra également d’obtenir de très bons résultats. Il faudra cependant prêter attention à de nombreux points. La membrane devra être installée parfaitement: les moindres erreurs provoqueront des fuites d'air importantes. La plupart des installateurs ont dû répéter le test plusieurs fois afin d'obtenir un résultat acceptable. Les angles formeront un véritable défi. La membrane devra toujours être pliée et il faudra toujours appliquer du mastic entre les plis. La membrane devra être collée en plein au gros œuvre. Les ancrages des fenêtres nécessiteront généralement des morceaux de membrane supplémentaires, qui devront être collés soigneusement. Il sera préférable de cimenter la face supérieure du gros œuvre à hauteur de l'appui de fenêtre pour y coller la membrane d’étanchéité à l'air. Cela crée une surface plane pour celle-ci. De plus, la membrane d’étanchéité, cimentage et le plafonnage formeront ensemble une solution continue sous l'appui de fenêtre. Les résultats indiqués dans le tableau valent uniquement pour une exécution parfaite.

Cadre en multiplex

Une troisième technique, très souvent utilisée dans les maisons passives, consiste à appliquer un cadre en multiplex autour de la menuiserie extérieure. L'étanchéité à l’air du raccord sera assurée par un joint de mastic entre le cadre et le mur. Ici, la fixation de la fenêtre ne s’effectuera pas avec des goujons d’ancrage traditionnels, mais directement dans les murs porteurs à travers le multiplex (éventuellement avec des ancrages plus lourds en partie basse). Ensuite, l’enduit ou une autre finition pourra être prolongé jusqu’au cadre en multiplex afin de créer un raccord étanche à l'air. Si la couche d’enduit étanche à l'air sur le mur se prolonge jusque sur le multiplex, cela créera un ensemble particulièrement étanche à l'air. Pour ce faire, il sera préférable de prévoir une membrane d’étanchéité.

Quelques points d'attention

Une seule et même membrane pour l'étanchéité à l'air et à l'eau?

Dans les façades à joints ouverts, davantage d’eau s’infiltrera dans le creux des murs. Il sera alors recommandé d'appliquer une membrane d’étanchéité à l’eau autour des fenêtres. Cependant, la présence d'une membrane d'étanchéité à l’eau côté extérieur ne permettra pas de se passer d’une étanchéité à l’air côté intérieur. Une membrane d'étanchéité à l’eau au bas d'une fenêtre comportera souvent plus de risques qu'elle ne sera utile. Si de l'eau parvient tout de même à s'infiltrer, celle-ci atterrira sur la membrane, où elle sera acheminée vers l'intérieur et finira souvent sa course dans la chape. De plus, sans étanchéité à l'air distincte, la pression ne pourra plus être égalisée. Les gouttes de pluie ruisselleront sur la membrane étanche à l’eau tandis que se produira au même endroit une différence de pression importante qui voudra pousser l'eau vers l'intérieur. La membrane EPDM devra également être installée parfaitement, ce qui n'est pas une sinécure. Cette tâche complexe et qui prend du temps requiert en effet beaucoup de dextérité. Dans la pratique, la membrane étanche à l’eau côté extérieur sera rarement étanche à l'air.

Condensation

Il est également important de rendre l'intérieur étanche à l’air pour éviter la formation de condensation. Vous empêcherez ainsi que de l'air humide atteigne la membrane d’étanchéité à l’eau via des fentes et interstices. Bien que le débat fasse rage sur le marqué quant à l’étanchéité à la vapeur des membranes, ce ne sera pas pertinent. La diffusion n'est pas un problème si important: les surfaces et les flux d'humidité sont négligeables. L'air humide pourra facilement transporter plus de 1000 fois plus d'humidité que la diffusion. Éviter la condensation constitue donc la première priorité.

Étanche à l'air, une fois pour toutes!

Des tests de vieillissement artificiel réalisés en laboratoire ne révèlent aucun impact significatif sur l'étanchéité à l’air des raccords. Dans la pratique également, nous ne constatons pas d'augmentation systématique des fuites d'air dans les bâtiments avec le temps. On remarque certes souvent une augmentation au cours des premiers mois, mais celle-ci sera généralement due à des déformations initiales ou à l'installation de meubles, de cadres, etc. Des études menées notamment dans les pays scandinaves et au Canada n’indiquent aucunement une diminution de l’étanchéité à l’air avec le temps.

En résumé, on peut affirmer qu'il existe plusieurs bonnes solutions pour rendre une fenêtre étanche à l'air. Tant la présence d’un encadrement en bois que le plafonnage des battées et l’utilisation d’un cadre en multiplex permettront une finition très étanche à l’air du raccord. Un soin et une attention suffisants joueront toujours un rôle capital. Un profilé d’arrêt pour enduit soigneusement placé et mastiqué constituera une solution simple, bon marché, durable et performante. Les membranes garantiront elles aussi de bons résultats à condition d’être installées parfaitement.