2012 : projet MOB-AIR

Maîtriser les transferts d’AIR et leur impact sur le comportement hygrothermique des Maisons à Ossature Bois

La croissance des ossatures bois dans le secteur de la construction, affichée dans les études économiques, va dépendre en grande partie de la capacité de la filière à mieux répondre chaque jour à l’évolution des techniques de construction et aux échéances des nouvelles réglementations thermiques, RT2012 et future RT2020. 

Les enveloppes légères à ossature bois sont particulièrement sensibles aux transferts d’air, par les défauts structurels, les joints, très présents dans ce type de structure. Les transferts d’air ont un impact sur l’étanchéité globale d’un bâtiment, mais également sur les champs hygro-thermiques locaux et peuvent conduire à des dégradations de performance. 

La garantie d’une bonne étanchéité passe alors par une mise en œuvre d’une membrane étanche à l’air, continue. Aujourd’hui, avec un traitement soigneux de l’étanchéité en phase de chantier, nous savons que les maisons à ossature bois peuvent se prévaloir de posséder de très bon niveaux de l’étanchéité à l’air. Cette excellence passe toutefois par un traitement qui peut être aujourd’hui trop contraignant en termes de temps et de coût. 

Scientifiquement, il s’agit d’un problème d’écoulement de l’air humide anisotherme dans les géométries confinées complexes, comprenant des milieux poreux hygroscopiques. Les outils de simulation actuels ne permettent pas, ou bien de manière très succincte, d’optimiser la conception des enveloppes de ce point de vue. 

Dans le projet MOB-AIR nous proposons d’aborder l’étanchéité à l’air des constructions à ossature bois à l’échelle de la paroi et du bâtiment, en développant des outils numériques adaptés et des expérimentations en vraie grandeur. Les expérimentations utiliseront comme support une cellule déjà instrumenté et caractérisée, existante sur le site de CSTB Grenoble, et des bancs à l’échelle de la paroi au CSTB, FCBA à Bordeaux et au LOCIE à Chambéry. Concernant les simulations à l’échelle de la paroi, nous proposons de développer une approche originale, basé sur la méthode de Lattice Boltzmann. L’originalité consiste à travailler en 3D et en multiphysique, en représentant les transferts couplés d’air, de chaleur et d’humidité dans les cavités confinées et les milieux perméables. L’outil de simulation à l’échelle du bâtiment prendra en compte les bilans thermo-hygro- aérauliques des parois et des zones d’air. L’originalité sera d’aller au déjà des modélisations en pression standard et de proposer des modèles couplant les champs hygro-thermiques dans la paroi, avec les chemins d’infiltration d’air. Ensuite, nous allons exploiter les outils numériques mis au point et les mesures expérimentales dans un objectif pragmatique. Ce programme de recherche ambitieux sera effectué en collaboration étroite avec les industriels et cherchera la réponse aux questions pratiques : 

– Comment évaluer l’impact des transferts d’air parasites sur la performance une structure à ossature bois ? 

– Quelles innovations pouvons-nous proposer à l’ossature bois, pour garder ses qualités énergétiques et environnementales mais simplifier sa mise en œuvre et donc le coût des constructions ? 

Le consortium est composé de deux laboratoires de recherche, expérimentés en simulations des transferts et analyse du comportement des bâtiments : CETHIL et LOCIE, deux centres techniques : CSTB (construction) et FCBA (bois), accompagnés par des industriels : bureaux d’études Albedo Energie et Wigwam, SDCC (constructeur bois), EDF R&D (modélisation) et Aldes (ventilation).