polyurethane giclée t imp

Mousse de Polyurthane Gicle: La ncessit dun retarde vapeur dans les murs rsidentiels surlevs Rapport pour: LAssociation Canadienne des Entrepreneurs en Mousse de Polyurthane

Groupe d'Ingnierie du Btiment, Universit de Waterloo

Professeur John Straube Rachel Smith & Graham Finch

Mars 2009

Universit de Waterloo BEG

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Table des matires

1 Introduction ...............................................................................................................................1

1.1 Historique ................................................................................................................................1 1.2 Pare Vapeur et Pare Air ..........................................................................................................2 1.3 Programme exprimental .......................................................................................................3

2 Mesures sur le terrain .............................................................................................................4 2.1 Introduction.............................................................................................................................4 2.2 Prparatifs pour lexprience............................................................................................... 4

2.2.1 Description du local de tests ................................................................................... 4 2.2.2 Murs de tests .......................................................................................................... 4 2.2.3 Proprits du matriau de MPG ........................................................................... 14

2.3 Rsultats ..............................................................................................................................15

2.3.1 Conditions environnantes.......................................................................................15 2.3.2 MPG cellule ferme (Murs 7 & 8) .......................................................................19 2.3.3 Performance des poteaux de cloison en bois ....................................................... 21

2.4 Validation du modle hygrothermique...............................................................................21

2.5 Conclusions et Recommandations.................................................................................... 24

3 Tests de la chambre climatique..............................................................................................26 3.1 Introduction........................................................................................................................... 26

3.2 Envergure et design exprimental...................................................................................... 26 3.3 Prparatifs pour les tests.....................................................................................................26

3.3.1 Contenu dhumidit et mesure des masses ........................................................... 31 3.4 Procdures exprimentales .................................................................................................33 3.5 Rsultats ................................................................................................................................33

.5.1 Mesures gravimtriques ..........................................................................................33 3.6 Contenu dhumidit et mesures ..........................................................................................35 3.7 Analyses.................................................................................................................................37

4 Modlisation..............................................................................................................................38 4.1 Approche de modlisation .................................................................................................. 38 4.2 Climat extrieur .....................................................................................................................38 4.3 Climat intrieur ......................................................................................................................41 4.4 Procdures de simulation ....................................................................................................43

5 Conclusions et Recommandations ........................................................................................46

6 Rfrences ................................................................................................................................48


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Mousse de Polyurthane Gicle: La ncessit dun pare vapeur dans les murs rsidentiels surlevs Rapport du Groupe dIngnierie du Btiment, Universit de Waterloo

John Straube, Rachel Smith, et Graham Finch

Sommaire excutif La mousse de polyurthane gicle (MPG) est un produit de mousse isolante de plastique isolante hermtique installe sur place par une application gicle. Le produit est utilis dans les murs, planchers et toitures autant dans les constructions ddifices commerciaux que rsidentiels. Il y a deux grandes classes de MPG; celle densit basse de 8 kg/m3 (0.5 pcf), cest une mousse cellules ouvertes et trs flexible, et celle densit haute de 32 kg/m3 (2 pcf) qui est une mousse rigide cellules fermes. Cette tude couvre ces deux classes de mousse. Une question typique laquelle font face les installateurs de la MPG, les designers ddifices et les officiels du code du btiment, est le besoin dun pare vapeur additionnel ou retardateur de vapeur. Lexprience de plusieurs entrepreneurs et de quelques consultants suggre que des couches basse permabilit spciale, tel que le polyurthane, sont rarement ncessaires dans plusieurs types de murs. La thorie indique que la mousse cellules fermes est suffisamment impermable la vapeur pour contrler la diffusion de condensation et que les applications de mousse cellules ouvertes de densit basse pourraient avoir besoin de contrle additionnel de la diffusion de vapeur dans certains environnements extrmes. Cependant, le besoin et le type de contrle par des couches additionnelles demeurent incertains pour plusieurs. Un projet de recherche a t initi afin trouver les rponses ces questions. Lobjectif du projet tait de fournir des recommandations bases sur des preuves scientifiques solides, de la ncessit dun contrle additionnel de la vapeur concernant les deux classes de MPG installes dans des murs avec encadrements de bois dune grande varit de types ddifices doccupation rsidentielle ou commerciale et de conditions climatiques froides. Une combinaison de tests pleine chelle sur le terrain exposs aux conditions naturelles, des mesures prleves dans une chambre climatique et des modles par ordinateurs hygrothermiques ont t appliqus. Le Code National Canadien du Btiment spcifie que les pare vapeur ne sont pas requis lorsque lon peut faire la dmonstration que la diffusion de vapeur non contrle naura pas deffets nocifs sur, (a) la sant et la scurit des usagers de ldifice, sur (b) lutilisation prvue de ldifice ou sur (c) lopration des services de ldifice . La recherche a dmontr lhabilet des murs avec encadrements de bois isols avec la mousse de polyurthane gicle, avec ou sans couches additionnelles de pare vapeur, de satisfaire ces exigences.


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Plus spcifiquement, la recherche a dmontr (*) que:

Les cellules fermes (environ 2 livres de densit ou plus par pied cube) de mousse applique plus 2 dpaisseur (50 mm) contrlera la diffusion de vapeur des niveaux scuritaires dans tous les types de climats jusqu 10000 DJC ainsi que lhumidit relative dans des tempratures intrieures pendant lhiver jusqu et pouvant dpasser 50%HR. Cette paisseur augmente galement le niveau de contrle de la diffusion. Le contrle de la diffusion est quivalant aux murs munis des traditionnelles nattes de fibre de verre et de polythylne.

(*)Quant aux murs extrieurs recouverts dune paisseur de couches de blindage, de membranes, de revtements et dautres couches qui offrent une permabilit plus denviron 60 ng/Pa s m2,

La mousse cellules ouvertes (1/2 livre par pied cube de densit) peut contrler la diffusion dans des climats qui ne sont pas trop froids (exemple, sous 4500 DJC) et alors que lhumidit relative de lintrieur en hiver est contrle par une ventilation approprie environ moins 40%. La mousse cellules ouvertes ne dispose pas suffisamment de contrle de la vapeur pour assurer son utilisation dans des climats trs froids (4500 DJC 5000 DJC) moins que lhumidit relative intrieure en hiver soit strictement contrle ( environ moins 30%HR).

Pour lun de ces deux types de mousse, lencadrement de bois fournit suffisamment de rsistance la vapeur inhrente pour maintenir le contenu dhumidit un niveau scuritaire et ce mme dans des tempratures extrieures trs froides (10 000 DJC) et des conditions intrieures trs humides (50%HR en hiver).

tant donn que pour tous les murs construits avec toutes sortes de matriaux, un assemblage de pare air fonctionnel doit exister, ainsi quun contrle contre la pluie, le feu, une suffisance structurale, etc. Le programme du modle hygrothermique 1-D " WUFI Pro 3.3" a t valid comme un outil efficace et prcis pour prdire le contenu dhumidit du revtement extrieur dans les tests sur le terrain. On peut lutiliser pour prdire la performance de dautres assemblages de murs dans dautres climats si lon porte attention la dfinition et aux proprits des matriaux et des conditions environnantes. Les tests de diffusion de vapeur de la chambre climatique furent effectus sur une gamme de produits diffrents sous un gradient de temprature. Ces tests ont confirm la performance note lors des tests sur le terrain et ont dmontr que les diffrents produits commerciaux de la mme classe (cellules fermes ou cellules ouvertes) performaient de faons trs similaires. Une observation intressante note dans les tests de la chambre climatique pour le sous-systme des matriaux est que le HCFC -245 mousse gicle se comportait essentiellement de la mme faon que les produits antrieurs "HCFC-141b". La permabilit la vapeur de la nouvelle gnration semble lgrement moindre que la prcdente.


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Rsultats sommaires de la ncessit dun pare-vapeur


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1 Introduction

La mousse de polyurthane gicle (MPG) est un produit isolant de mousse de plastique hermtique installe sur place par une application gicle. Le produit est utilis dans les murs, planchers et toitures autant dans les constructions ddifices commerciaux que rsidentiels. Il y a deux grandes classes de MPG; celle densit basse de 8 kg/m3 (0.5 pcf), cest une mousse cellules ouvertes et trs flexible, et celle densit haute de 32 kg/m3 (2 pcf) qui est une mousse rigide cellules fermes. Ces deux classes de mousse ont t analyses dans la prsente tude. Une question typique laquelle font face les installateurs de la MPG, les designers ddifices et le officiels du code du btiment, est le besoin dun pare vapeur additionnel ou retardateur de vapeur. Lexprience de plusieurs entrepreneurs et de quelques consultants suggre que des couches basse permabilit spciale, tel que le polyurthane, sont rarement ncessaires dans plusieurs types de murs. La thorie indique que la mousse cellules fermes est suffisamment impermable la vapeur pour contrler la diffusion de condensation et que les applications de mousse cellules ouvertes de densit basse pourraient avoir besoin de contrle additionnel de la diffusion de vapeur dans certains environnements extrmes. Cependant, le besoin et le type de contrle par des couches additionnelles demeurent incertains pour plusieurs constructeurs, designers et officiels du btiment. Lobjectif de ce projet de recherche est de fournir des recommandations bases sur des preuves scientifiques solides, de la ncessit de contrle additionnel de la vapeur concernant les deux classes de MPG installes dans des murs avec encadrements de bois dune grande varit de types ddifices doccupation rsidentielle ou commerciale et de conditions climatiques froides. 1.1 Historique

Dans lindustrie de la construction, on a bien compris que daugmenter lisolation est un moyen conomique de rduire la consommation nergtique tendue sur la vie utile de la structure, tout en rduisant limpact environnemental et conomique d la consommation dnergie par lopration des systmes de ldifice. Cependant, ce qui na pas t aussi bien compris, cest que la quantit dnergie conomise dpend du choix du systme disolation, de quelle faon celui-ci est install et o il est situ dans lassemblage de ldifice. Un design qui laisse dsirer et une main duvre non qualifie peuvent rduire lefficacit de lisolation et produire une enceinte qui transfre beaucoup plus de chaleur que ce qui est prvu dans la valeur thorique du produit isolant. De plus, si les faiblesses de lenceinte telles que les ponts thermiques ne sont pas traites de faon approprie, le transfert de la chaleur contournera lisolation, ce qui rduira lefficacit de la couche de contrle de la chaleur dans son ensemble. Les types de matriaux isolants les plus disponibles sont : la fibre de verre, la laine minrale, la cellulose et les mousses de plastiques. Chaque classe de produit comporte des caractristiques diffrentes, telles : la rsistance au feu, les cots, la permabilit la vapeur, la facilit dinstallation, etc. Lune des caractristiques la plus souvent note est celle de la rsistance au flux de la chaleur par unit dpaisseur.


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Schma 1.1: Valeurs RSI moyennes des types disolants communs (Straube & Burnett 2005) RSI [m,K/W] par 25mm dpaisseur

Quelques matriaux isolants disposent de lavantage additionnel de fournir une rsistance significative linfiltration dair ou la diffusion de la vapeur ou des deux la fois. Par exemple, certains types de mousse de plastique ont une grande rsistance au flux de la chaleur, de lair et de la vapeur, ce qui fait quelles ont le potentiel de remplir la fonction de couches de contrle de la chaleur, de lair et de lhumidit. lautre bout du spectre, un matriau comme la natte de fibre de verre offre une bonne performance titre de couche de contrle de la chaleur seulement. Dans une enceinte qui utilise la fibre de verre titre de couche de contrle de la chaleur, les couches de contrle de lair et de lhumidit doivent faire lobjet dun autre design et tre composes de faon indpendantes avec dautres matriaux. La mousse de polyurthane gicle (MPG) est un type de mousse de plastique qui suscite un intrt marqu dans le design des enceintes ddifices car elle offre une trs bonne performance titre de couches de contrle multiples. La MPG fournit lune des plus grande rsistance la chaleur de tous les produits isolants gnralement disponibles. La mousse est cre et applique sur les lieux partir du mlange de deux composs liquides alors que ceux-ci sont gicls dun fusil pression. Les deux liquides subissent une raction chimique qui produit des bulles, le produit prend de lexpansion et le liquide est transform en plastique cellulaire. Lavantage du processus de lapplication sur le chantier consiste en ce que le liquide pntre dans les fissures, les trous et les cavits irrgulires donc tous ces endroits difficiles daccs sont remplis au fur et mesure que le produit prend son expansion. Aprs avoir sch, la MPG cre une couche semi-rigide thermique et pare air, lisse et sans dmarcations. Les mousses gicles de densit moyenne et haute fournissent aussi considrablement plus de rsistance la vapeur que les autres matriaux isolants traditionnels. Ceci aura pour rsultat que dans certaines applications, la MPG de densit moyenne et haute pourra servir de couche de contrle de la vapeur. Malheureusement, il existe souvent une confusion de la part des designers,

RSI

(m

2

k/w

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ar 2

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r


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des constructeurs et des officiels du code savoir si et quand ces situations sont prsentes. Si ces situations pouvaient tre identifies et codifies, lindustrie de la construction pourrait bnficier de llimination dune tape qui demande temps et argent lors dune construction. 1.2 Pare vapeur et pare air

Lair possde une capacit limite contenir la vapeur deau: sa capacit maximum diminue considrablement au fur et mesure que la temprature baisse. La condensation se produit lorsque la capacit de lair est dpasse sur une surface et la vapeur deau se change en liquide. La vapeur deau se transforme en condensation sur des surfaces potentielles par deux mcanismes :

1. la diffusion de la vapeur, le flux de la vapeur seulement des rgions qui ont un contenu lev de vapeur vers les rgions o le contenu de vapeur est plus bas, et 2. la convection (communment appel dplacement dair), le flux de lair des rgions de haute pression vers les rgions de basse pression qui transporte avec elle la vapeur deau.

Les pare vapeur ou retardateurs de la diffusion de vapeur sadressent seulement au flux de vapeur par diffusion. Les pare air contrlent le flux de vapeur par le flux de lair. Le flux dair transporte beaucoup plus de vapeur que la diffusion dans la plupart des cas. Les systmes de pare air sont toujours requis dans les difices (et ils sont aussi requis par les codes du btiment canadiens), ils sont souvent fournis en polythne de 6 millimtres hermtiques, continus et supports, en cloisons sches hermtiques et continues, ou en produits de membrane pare air hermtiques et continues, etc. Les pare air assurent aussi une bonne performance thermique, rduisent les transmissions de bruit et aident assurer une bonne qualit de lair lintrieur. Les deux types de mousse de polyurthane gicle peuvent faire partie dun systme de pare air. La continuit est obligatoire lorsque la MPG nest pas compltement colle un substrat hermtique. La mousse gicle entre les poteaux de cloison fournit un excellent pare air. Cependant, les joints de bois contre bois dans les poteaux de cloison doubles, les lisses dassises contre le papier goudronn du plancher ainsi que les joints autour des fentres exigent dtre scells afin de fournir un pare air continu. La diffusion de vapeur peut transporter une quantit suffisante de vapeur pour produire une condensation dans certains cas. Afin de contrler la quantit de vapeur transporte par la diffusion, les pare vapeur (exemple, le polythne de 6 millimtres) sont requis. Le Code National du Btiment du Canada spcifie que les pare vapeur ne sont pas requis lorsque: On peut dmontrer que la diffusion de la vapeur non contrle naura pas deffets ngatifs sur, (a) la sant et la scurit des usagers de ldifice, (b) lutilisation prvue de ldifice, ou (c) lopration des services de ldifice. La prsente recherche a vrifi lhabilet quont les murs typiques avec encadrement de bois satisfaire ces exigences, lorsquon utilise lisolation de mousse de polyurthane gicle avec ou sans les couches additionnelles de pare vapeur. Dans tous les cas, un systme de pare air fonctionnel fut fourni (sous la forme de cloison sche hermtique ou dune chane continue de MPG et de bois),


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car ceci est une exigence dans tous les difices. 1.3 Programme exprimental La recherche tait constitue de trois phases :

Mesurer la performance de la MPG sur le terrain ainsi que celle des murs isols avec des nattes de fibre de verre dans un vrai mur expos lenvironnement du Sud Ouest de lOntario. Le modle ordinateur a t valid dans cette phase.

Mesurer le degr dhumidit cr par la diffusion de la vapeur dans une chambre climatique

dans des conditions stables. Diffrentes marques de MPG ont t vrifies dans cette phase.

Modlisation par ordinateur de la performance sur un grand ventail de conditions climatiques canadiennes, doccupations intrieures et de matriaux.

Chacune des phases de la recherche est dcrite dans les chapitres suivants.

2 Mesures sur le terrain 2.1 Introduction Ce chapitre prsente les prparatifs et les rsultats dune vrification pleine chelle sur le terrain de la ncessit de couches additionnelles de retarde vapeur dans les deux types de MPG, dans les murs avec encadrements. Huit murs de tests furent construits et installs lintrieur du local de tests du BEGHUT de lUniversit de Waterloo, lequel est maintenu un niveau dhumidit relative intrieure lev, (50%RH). Le contenu dhumidit du revtement extrieur en bois et des poteaux de cloison en bois a t surveill pour une priode de plus de deux ans et les rsultats ont t utiliss pour en dterminer la performance. Un modle hygrothermique a ensuite t produit et compar aux rsultats observs afin de valider le modle. En utilisant le modle hygrothermique valid, les recommandations pour lutilisation de couches additionnelles de contrle de la vapeur en fonction du type de MPG, de lassemblage des murs et du climat (intrieur et extrieur) font lobjet de discussion. 2.2 Prparatifs exprimentaux 2.2.1 Description du local de test

Le BEGHUT de lUniversit de Waterloo, situ Waterloo, Ontario, est conu pour la vrification de la performance des assemblages de murs pleine chelle dans des conditions naturelles dans ce climat. Ce local est constamment maintenu 20C et 50% HR lanne durant. Il sagit dun niveau lev pour un bureau ou un difice rsidentiel dans des tempratures froides, mais cest reprsentatif des muses, des hpitaux et de piscines intrieures. Les niveaux dhumidit relative intrieure pour les maisons dans cette zone climatique sont typiquement de lordre de 30 40% pendant lhiver et de 50 60% pendant lt.


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2.2.2 Les murs de test Les quatre types dassemblages (nord et sud sont identiques; huit murs de test de 2 de largeur totale) ont t installs en novembre 2005 dans le local de test de lUniversit de Waterloo (voir le tableau 2.1). Une grande attention fut porte lutilisation des techniques dveloppes depuis les 20 dernires annes afin de pouvoir isoler la performance individuelle de chaque panneau de tests voisins les uns des autres. Chaque panneau de test est entour par un encadrement isol, hermtique, impermable leau et la vapeur (voir le schma 2.3). Des illustrations du local de test et de la disposition des fentes qui servent recevoir les panneaux typiques de 4 x 8 amovibles sont dmontres au schma 2.2. Assemblage N6/S6 Assemblage N7/S7 Assemblage N8/S8 Assemblage N9/S9

Brique Brique Brique

Brique Cavit ventile (11/2) 2 de 2 pcf mousse de mousse de polyurthane gicle cellule ferme (Couleur orange ple) 1/2 recouvrement de gypse avec faade de fibre de verre Poteaux de cloison 2"x4" en acier remplis avec des nattes isolantes de fibre de verre R 12 1/2 cloison sche 1 couche dapprt et 2 couches de peinture au latex

Cavit ventile (11/2)



Barrire rsistante leau (Tyvek)



1/2 recouvrement OSB



Poteaux de cloison 2"x6" remplis de 5 1/2 de 1/2pcf de mousse de polyurthane gicle cellule ouverte (couleur beige) 1/2 cloison sche 1 couche dapprt et 2 couches de peinture au latex

Poteaux de cloison 2"x6" remplis de 41/2 5 1/2de2 pcf de mousse de polyurthane gicle cellule ferme (couleur vert ple) 1/2 cloison sche 1 couche dapprt et 2 couches de peinture au latex

Poteaux de cloison 2"x6" remplis de 4 1/2 5 1/2 de 2 pcf mousse de polyurthane gicle cellule ferme (couleur orange ple) 1/2 cloison sche 1 couche dapprt et 2 couches de peinture au latex

Tableau 2.1: Assemblages de murs pleine chelle (de lextrieur lintrieur)


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Pour ce projet, la configuration typique du mur du BEGHUT a t modifie. Deux murs de 4 de largeur ont t utiliss, quatre murs de 2 de largeur ont t utiliss dans ce projet. Tel que dmontr dans le schma 2.1, les murs de tests de MPG sont situs aux fentes des panneaux 6 et 7 sur le ct nord et 20 et 21 sur le ct sud. Il est important de noter que pour ce projet MPG, la convention dattribution de noms pour les murs est : Nord et Sud sont les murs 6, 7, 8 et 9. Les murs de 1 5 sont utiliss pour dautres expriences mais ils incluent aussi quatre murs de donnes qui furent utiliss pour comparer les murs de MPG avec des constructions plus traditionnelles. Les murs de donnes sont construits avec de lencadrement de bois 2x6 similaires, mais ils sont isols avec des nattes de fibre de verre et le contrle de la vapeur est obtenu avec et sans pare vapeur de polythylne et des cloisons sches peintes. Les murs de donnes furent installs dans les orientations nord et sud approximativement au mme moment que les murs de MPG. Tous les encadrements et lOSB taient du mme type et provenaient du mme fournisseur.

Schma 2.1: Vue du plan du BEGHut, qui montre

lorientation et o sont situs les panneaux


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La dimension totale des quatre murs de MPG est approximativement de 2400 mm sur la largeur par 2400 mm sur la hauteur. Chaque mur de test est approximativement 600 mm sur la hauteur avec des poteaux de cloison en bois espacs au 400 mm centre. Le mur de parement de brique est ventil par 10 x 80 mm de joints ouverts la base et au sommet du mur espacs toutes les deux briques (pour un total de 5 vents la base et 5 vents au sommet). Les techniques dhermticit furent utilises lors de la construction afin de sassurer quun dplacement dair accidentel ne vienne pas causer un impact sur les rsultats. Les deux types de MPG sont rsistants au flux de lair, et font partie du systme de pare air dans ces murs. Des capteurs mesurent la temprature, lhumidit relative et le contenu dhumidit du bois; de plus, les conditions intrieures et extrieures du local de test sont mesures, incluant les tempratures, les humidits relatives, la vitesse et la direction du vent, les radiations solaires et les quantits de pluie tombe. La mme disposition des capteurs fut utilise dans tous les murs (autant que possible), de faon permettre des comparaisons directes entre les murs. Tous les capteurs dmontrs dans les schmas suivants sont installs la ligne verticale du centre du mur; une section de ce plan est utilise pour montrer les emplacements des capteurs. Les dtails de la disposition des capteurs et de la construction du mur sont montrs au schma 2.3 au Schma 2.9. Veuillez noter que ces schmas nincluent pas le solin ni les dtails dhermticit du systme des assemblages de murs.


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La temprature extrieure, lhumidit relative et les conditions environnementales incluant les quantits de pluie tombe, la vitesse et la direction du vent et les radiations solaires sont mesurs la toiture du BEGHut et ce sont des mesures usuelles pour tous les projets du BEGHut. Des capteurs de temprature, dhumidit relative et du contenu dhumidit du bois furent installs dans les panneaux de test le long de la ligne du centre des cavits des poteaux de cloison. Des capteurs furent installs mi-mur, approximativement 1200 mm du niveau du plancher. La mme disposition de capteurs fut utilise dans tous les murs de faon permettre des comparaisons directes entre les assemblages. La temprature des briques est mesure la face extrieure; les capteurs sont incrusts dans le mortier. Les conditions de lair sont mesures avec des capteurs la fois de temprature et dhumidit relative; les capteurs sont suspendus librement dans lair des cavits des cloisons. La temprature dans les cavits des cloisons ainsi que lhumidit relative sont mesures deux endroits incrusts dans la MPG; situs 25 mm du revtement extrieur et 25 mm de la cloison sche de lintrieur. Dans les murs avec poteaux de cloison de bois (6, 7, et 8) le contenu dhumidit et les tempratures sont mesurs du ct intrieur et extrieur des poteaux de cloison en bois (approximativement 10 mm ou 3/8 des faces); ces mesures peuvent tre utilises pour rvler les pousses dhumidit vers lintrieur ou vers lextrieur de lassemblage et dmontrer que les poteaux de bois sont rsistants la vapeur.


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Le contenu dhumidit et la temprature du revtement en bois sont mesurs dans le revtement OSB extrieur (murs 6, 7 et 8). Les capteurs sont situs 400 mm (16) au dessus et 400 mm (16) au dessous de mi-mur, au niveau des yeux et de la taille pour en faciliter la lecture. La brche de construction entre les feuilles de revtement dOSB est situe la hauteur mi-mur, et il faudrait noter que mme si lOSB provient du mme lot, le haut et le bas du revtement dOSB dans le mur correspond une feuille de bois diffrente. Le contenu dhumidit du revtement reflte les pousses et les gradients qui traversent lassemblage; la temprature est utilise pour corriger le contenu dhumidit des mesures.

La temprature intrieure et lhumidit relative sont mesures laide dun capteur pour lintrieur suspendu dans lespace lintrieur du local de test du BEGhut.

Schma 2.9: Assemblage de mur avec des poteaux de cloison en acier (mur 9) vue rapproche des capteurs

Le niveau dhumidit relative du gypse et sa temprature sont mesurs dans la face extrieure en fibre de verre de la planche de gypse (mur 9). Des capteurs pingles sont situs 150 mm (6) au dessus et 150 mm (6) au dessous de mi-mur. Le revtement de gypse est une feuille continue dapproximativement 2 sur la largeur par 8 sur la hauteur. La mme feuille fut coupe en deux

Mur colombage mtallique

Dtail mi-hauteur

Moiti de la laine HR/T

Espace dair HR/T

Brique extrieure T

Fibre de verre face au gypse extrieure.

Niveau de moisissure relative (6 au

dessus et 6 en dessous de la mi-hauteur)

Colombage mtallique T

Gypse extrieur T

Blocage de moisissure en bois

( la face intrieure de la

laine sur gypse)


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moitis gales, lune pour le mur nord et lautre pour le mur sud. Le niveau dhumidit relative du revtement de gypse reflte les pousses et les gradients travers lassemblage; la temprature est utilise pour corriger la mesure du contenu dhumidit. En plus des capteurs pingles enfoncs dans le revtement de gypse, un bloc de bois pour lhumidit fut install sur la partie intrieure du revtement de gypse. Le contenu dhumidit du bois est utilis pour correspondre avec le niveau dhumidit relative du gypse. Dans les cavits de cloison des murs de tests avec poteaux de cloison en bois, la temprature et lhumidit relative sont mesures deux endroits situs 1 de lextrieur du revtement et 1 de lintrieur de la cloison sche. Ces capteurs sont utiliss pour ces mesures importantes typiquement pour dmontrer les caractristiques des murs entre eux et den quantifier les performances.

Dans le mur (9) muni de poteaux de cloison en acier la temprature entre les poteaux et lhumidit relative sont mesurs mi-paisseur dans les nattes isolantes. Ces capteurs sont utiliss pour ces mesures importantes qui sont typiquement utiliss pour caractriser les murs entre eux et en vrifier la performance. Dans le mur muni de poteaux de cloison en acier deux capteurs additionnels furent installs lintrieur et lextrieur des rebords des poteaux de cloison. Les capteurs mesurent les diffrences de tempratures travers les poteaux dacier afin de vrifier leffet de pont thermique des poteaux dacier travers lisolation de nattes. linterface entre le ct extrieur de la cloison sche et la cavit de la cloison, un capteur de temprature peut tre utilis, par exemple, pour enregistrer lhumidit relative la cloison sche, tant donn le point de rose dans la cavit de la cloison ( partir du capteur Tem/HR). Les capteurs de contenu dhumidit, de temprature et dhumidit relative prennent automatiquement une lecture toutes les cinq minutes et la moyenne de ces lectures est calcule toutes les heures par un systme CR1000 de systme Campbell Scientific. De plus, la vitesse moyenne et la direction du vent, les radiations solaires et la quantit nette de la pluie tombe sont enregistres toutes les heures. La corrlation des dtails de linstrumentation typique et le contenu dhumidit du bois se retrouvent dans Straube & Schumacher (2002). Les lectures du contenu dhumidit des poteaux de cloison en bois sont corriges pour tenir compte de la temprature et des espces de bois alors que lOSB a t corrig pour tenir compte seulement de la temprature. Les corrections pour lOSB Canadien sont seulement disponibles partir dun groupe de donne limit, le (Onysko 2006). Toutes les donnes sur lOSB MC mises de lavant dans ce document ne comportent pas de corrections par rapport aux espces. Les donnes prsentement disponibles dmontrent un contenu dhumidit gravimtrique rel denviron 2% plus bas que le MC non corrig prsent ici pour lchelle de 15%MC plus de 30%MC. 2.2.3 Proprits du matriel MPG

Trois produits de MPG diffrents furent choisis pour utilisation dans cette tude. Les deux classes distinctes de MPG gnralement utilises en construction, les mousses de densit haute (2 pcf) cellules fermes ou de densit basse (0.5 pcf) cellules ouvertes, taient reprsentes. Les produits choisis pour cette tude furent fournis par un grand manufacturier; cependant, les proprits des matriaux sont reprsentatives de dautres produits disponibles dans lindustrie qui rencontre la norme du CAN/ULC 705.1. Les tudes de la chambre climatique dont il est question au chapitre 3


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dmontrent que les produits dans chaque classe performent de faon trs similaires. Toutes les mousses gicles furent installes par un installateur licenci dans des conditions dintrieur normales. Les proprits de matriaux recueillies partir de donnes publies concernant les proprits de matriaux pour les trois types de MPG sont prsentes et rsumes au Tableau 2.2.. Les valeurs appartiennent toutes au cur du produit. Une pellicule se forme lorsque la mousse cellules fermes est applique sur certaines surfaces, mais la pellicule nest pas trs importante par rapport la permabilit de la mousse dans des couches plus paisses. La mousse cellules ouvertes (Type C) fut gicle de faon remplir compltement la cavit de la cloison une profondeur de 140 mm. Lexcdent de mousse fut enlev afin de permettre linstallation de la cloison sche. La pellicule de surface fut enleve. Notez que la pellicule de surface fournit peu de rsistance pour les mousses cellules ouvertes (tel que dmontr dans les tests de la chambre climatique chapitre 3). Les mousses cellules fermes (Types A et B) furent gicles une profondeur moyenne de 130 mm lintrieur de la cavit de la cloison de 140 mm afin de permettre la pose de la cloison sche par-dessus et sans toucher la surface ingale de la mousse. Cette mthode permet de maintenir lintgrit de la pellicule de surface de la mousse cellules fermes.

Tableau 2.2: Proprits du matriel MPG (Provient darticles des manufacturiers & dvaluations du CCMC)

Proprits du matriel

Type A rouge

Type B vert Type C jaune

Type

Cellules fermes

Cellules fermes Cellules ouvertes

Densit

32 kg/m (2.0 pcf)

32 kg/m (2.0 pcf) 8 kg/m 3 (0.5 pcf)

Conductivit Thermique (Valeur du Design long terme)

0.024 W/m K 0.024 W/m K 0.042 W/m K

Valeur isolante (Valeur du Design long terme

RSI 1.06 par 25.4mm R 6.0 par pouce



Permabilit la vapeur

1.8 ng/Pasm2

2.2 ng/Pasm2 33.0 ng/Pasm2

Permance la vapeur pour lpaisseur installe

14ng/Pasm2 pour130 mm

17ng/Pasm2 pour130 mm

236ng/Pasm2 pour 140 mm


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2.3 Rsultats Lanalyse se concentre sur les rsultats pour la priode des huit mois dhiver du dbut novembre 2005 juillet 2006. Les conditions environnantes intrieures et extrieures pour lexprience sont prsentes et suivies dune discussion concernant les rsultats des murs de MPG cellules ouvertes et cellules fermes.

2.3.1 Conditions environnantes

Les conditions de la temprature et de lhumidit relative intrieure et extrieure sont montres au schma 2.10 pour la priode de surveillance de huit mois du 10 novembre 2005 au 10 juillet 2006.

2.3.1.1 MPG cellules ouvertes (Mur 6)

La temprature, lhumidit relative, le contenu dhumidit, la pression de la vapeur et la temprature du point de rose des emplacements furent analyss pour les murs de MPG cellules ouvertes (N6 et S6). La performance relie la durabilit des matriaux, principalement le contenu dhumidit du revtement OSB et des poteaux de cloison en bois est discute. Selon le manufacturier et les fiches de donnes du CCMC, la MPG cellules ouvertes dtient une permabilit la vapeur denviron 33.0 ng/Pasm2. Alors, 140 mm de ce matriau comporte une permabilit dapproximativement 236 ng/Pasm2. La cloison sche de gypse et la peinture au latex avec couche dapprt fournissent une permabilit la vapeur de lordre de 2000 et 300 ng/Pasm2 respectivement. Si on fait la somme de la permabilit en srie, la permabilit totale de lassemblage sur le ct intrieur du revtement est approximativement de 124 ng/Pasm2. Un mur rsidentiel typique avec un pare vapeur de polythylne aurait une permabilit la vapeur de


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De faon dterminer par exprimentation si une rsistance la vapeur additionnelle est requise pour le MPG cellules ouvertes et quelle quantit de rsistance est requise, les murs cellules ouvertes taient instruments afin de dterminer la quantit dhumidit qui saccumulerait au niveau du revtement, pousse par la diffusion de vapeur en labsence dun pare vapeur. Avant le dbut de lexprience il avait t prdit que les murs de MPG cellules ouvertes feraient lobjet dune certaine quantit de condensation due la diffusion de vapeur hivernale ce qui augmenterait le contenu dhumidit du revtement. Les rsultats de ces tests dmontrent que les murs dorientation nord et sud ont tous deux fait lobjet de diffusion de vapeur hivernale avec des sommets de niveaux dhumidit lintrieur du revtement et des poteaux de cloison vers la fin de lhiver. Cette augmentation du contenu dhumidit au niveau du revtement et des poteaux de cloison est dmontre au schma 2.11 pour le mur N6 et au schma 2.12 pour le mur S6. Le revtement OSB dans le mur nord avait un contenu dhumidit dpassant 30% MC pendant environ 2 mois et de 20% pendant prs de 4 mois continus. Il sagit dun niveau dangereux dhumidit. Le contenu dhumidit du revtement tait beaucoup plus bas dans le mur S6 avec un excdent de 20% MC seulement pendant quelques semaines. Les diffrences semblent provenir du fait que le revtement du mur sud bnficie dune temprature plus leve o une plus grande concentration de radiations solaires a t observe, comparer au mur nord, ce qui rduirait la quantit de condensation par diffusion de vapeur. Un revtement plus chaud quivaut un revtement plus sec. Le contenu dhumidit des poteaux de cloison est demeur des niveaux scuritaires pour la dure du test, il a atteint un sommet de 16% dans le mur N6 du ct extrieur.

Schma 2.11 : Mur N6 - Contenu dhumidit (% au poids) revtement et colombages

(cellules ouvertes) En avril, quand la temprature extrieure a augment, les deux murs ont rapidement sch pour atteindre des niveaux sous 10% vers le dbut juillet.

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Schma 2.12 : Mur S6 - Contenu dhumidit (% au poids) revtement et colombages (cellules ouvertes)

Bas sur ces rsultats, on peut conclure que le niveau de contrle de la vapeur est suffisant pour cet assemblage de mur dans une orientation nord sous ces conditions intrieures (50%HR niveaux hivernaux), mais pourrait aussi tre reprsentatif dun mur dans nimporte quelle orientation sil est lombre du soleil pendant lhiver. Pendant lt, les murs semblent bien performer. Le mur N6 est davantage compar au mur N2 qui est essentiellement de la mme construction sauf quici on a utilis lisolant de nattes de fibres de verre au lieu de la MPG cellules ouvertes. Le schma 2.13 compare le contenu dhumidit du revtement OSB pour ces deux murs.

Schma 2.13 : Mur N6 - Contenu dhumidit (% au poids) revtement et colombages

(cellules ouvertes) versus mur de donns avec polythylne Le contenu dhumidit du revtement dOSB dans le mur standard sans polythylne est plus lev que dans le mur de MPG dans la mme orientation, avec un contenu dhumidit au-del de 30% pour des priodes de temps prolonges. Ceci dmontre leffet dhumidification relatif de la MPG, et limpact dune diffrence de permance la vapeur lintrieur dapproximativement 124 ng/Pasm2 pour le mur de MPG versus 215 ng/Pasm2pour le mur de donnes avec les nattes de fibre de verre avec la mme couche de peinture intrieure de la cloison sche de gypse. Le flux dhumidit lintrieur des murs de MPG cellules ouvertes peut tre analys en utilisant les pressions de vapeur (niveaux dhumidit absolue) lintrieur de lassemblage du mur. Le schma

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2.14 trace les pressions de vapeur de lair intrieur, de lair extrieur, lair des cavits du bardage, et la face intrieure du revtement dOSB de novembre juillet. Une semaine typique dhiver du 1ier au 7 dcembre est dmontre avec plus de dtails au schma 2.15 et une semaine typique dt du 1ier

juillet au 7 juillet est dmontr au schma 2.16 afin de dmontrer les diffrences de pressions de vapeur par saison.

Schma 2.14: Mur N6 Les pressions de vapeur dans les assemblages de murs avec la

MPG cellules ouvertes (Novembre Juillet) Pendant les mois dhiver, la pression lintrieur du local de test est en moyenne, 300-500 Pa plus leve que dans le revtement et que lair extrieur, ayant pour rsultat une petite mais consistante pousse de vapeur vers lextrieur (Schma 2.15). Au printemps, avec les tempratures plus leves et des radiations solaires accrues, la pression de vapeur de lair extrieur, du revtement, et ces cavits de cloison augmentent de faon significative au dessus de la pression de vapeur intrieure et le flux de vapeur est renvers. Les diffrences de vapeur le printemps et lt sont de lordre de 1000-2000 Pa, beaucoup plus lev quen hiver. La pression de vapeur des tempratures beaucoup plus chaudes explique pourquoi le schage se produit un taux plus rapide pendant les tempratures plus chaudes. Une analyse des pressions de vapeur en t (Schma 2.16) indique que la vapeur se dirige vers lintrieur ce qui produit une humidit relative plus leve lintrieur de la mousse et linterface entre la mousse et la cloison sche du gypse. Cependant, d au fait que la couche de peinture est relativement permable, la vapeur peut se propager vers lintrieur. Lhumidit relative linterface entre la plaque de pltre et la cloison sche de gypse varie entre 60 80% pendant la priode de lt o ce schage se produit. Si lHR de lintrieur tait maintenue un plus haut niveau (plus typiquement 60%) pendant lt, la diffrence de pression de vapeur diminuerait denviron 10%, il en est de mme pour le flux du taux de diffusion de vapeur vers lintrieur.

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Schma 2.15: Mur N6 - Gradient de la pression de vapeur pendant une semaine typique dhiver (Du 1 ier au 7 dc. 2005)

Schma 2.16: Mur N6 - Gradient de la pression de vapeur pendant une semaine typique dt(Du 1 ier au 7 juil. 2006)

Des conditions dintrieur de 20C et 50% HR rsultent en une pression de vapeur dapproximativement 1200 Pa, ce qui produit une grande pousse de diffusion de vapeur hivernale vers lextrieur. Si les conditions intrieures taient plutt rgles 20C et 30% HR, ce qui serait plus typique des valeurs de tempratures froides de lhiver, la pression de vapeur serait significativement moins leve (approximativement 700 Pa), ce qui aurait pour rsultat des pousses de vapeurs significativement plus petites. Ceci produirait moins daccumulation dhumidit au revtement. Ceci est davantage modlis et discut dans la section suivante sur la modlisation hygrothermique. 2.3.2 MPG cellules fermes (Mur 7 & 8)

La performance et le contenu dhumidit du revtement OSB et de poteaux de cloison en bois sont analyss pour les murs de MPG 7 et 8. Les deux produits de MPG cellules fermes sont utiliss pour cette exprience ont une permabilit dapproximativement 2ng/Pa sm, donc pour 130 mm la permance est approximativement de 15 ng/Pasm2. Si on totalise la permance de la cloison sche et de la peinture en srie, la permance nette est approximativement 14 ng/Pasm2 lintrieur du revtement, beaucoup plus bas que la mousse cellules ouvertes 125 ng/Pasm2et se compare bien au polythylne


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que celui dans les murs de MPG cellules ouvertes. Les rsultats de tests dmontrent que les murs 7 et 8 dans les orientations nord et sud ont tous deux fait lobjet dun sommet dhumidit allant jusqu 20% lintrieur du revtement et


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vapeur de lintrieur, ce qui ferait augmenter le contenu dhumidit hivernal, similaire au mur de MPG cellules ouvertes et de l le sommet atteint quelques mois auparavant. Aussi le schage semble tre amlior avec la MPG cellules fermes tel que dmontr en juin et juillet. la suite dun examen plus approfondi, la source de lhumidit dans les murs cellules fermes semble provenir majoritairement de lextrieur, exemple, dune humidit relative leve dans la cavit derrire la brique. Le contenu dhumidit du revtement est moins affect par les conditions intrieures que par les conditions derrires le bardage. Lhumidit relative lintrieur de la cavit du bardage ventil est une fonction de la temprature extrieure, le dpt dhumidit dans le bardage, et le taux de ventilation du bardage. La brique a la capacit dentreposer des grandes quantits dhumidit provenant de la pluie et de les relcher par la suite sous forme de vapeur. La ventilation de ces murs est fournie par les vents au sommet et la base des murs de faon similaire ce que nous avons vu pour les tests du BEGHut qui ont dmontr que ces vents taient suffisants pour permettre des taux significatifs de schage du revtement (Straube et al. 2004). Les murs du BEGHut sont typiques dune maison dun tage avec 600 mm de porte--faux, et les expriences passes ont dmontr quun facteur de pluie battante (DRF) dapproximativement 0.2 peut tre utilis pour prvoir la quantit de pluie battante (Straube et al. 2005). Bas sur ces rsultats, on peut conclure que le niveau de contrle de la vapeur fourni par la MPG cellules fermes est suffisant pour prvenir un haut niveau de contenu dhumidit pendant les mois dhiver. 2.3.3 Performance des poteaux de cloison en bois Mme si la MPG cellules fermes a une permance la vapeur suffisamment basse (en paisseur denviron 2) afin dagir titre de retardateur de vapeur, les entrepreneurs, les designers et les officiels du btiment croient quelques fois que la vapeur se diffusera travers les poteaux de cloison de bois vers lextrieur, en outrepassant la rsistance la vapeur de la MPG cellules fermes. La permabilit la vapeur du bois massif est dapproximativement 1.4 ng/Pa sm, qui pour un poteau de cloison de 89 mm reprsente un permance de 16 ng/Pasm2donc un poteau de cloison de 140 mm une permance de 10 ng/Pasm2. Ces permances sont trs basses et se comparent la permance de 140 mm de MPG cellules fermes, qui est denviron 14-17 ng/Pasm2. Le contenu dhumidit mesur des poteaux de cloison dans les tests sur le terrain tait plus bas que celui de lOSB derrire la mousse. Ce rsultat ne devrait surprendre personne, car le bois est sens avoir une permance similaire celle de la MPG cellules fermes, mais avec une bien plus grande capacit dentreposage. Il va sans dire quen se basant sur la thorie et sur les mesures, on peut conclure que les poteaux de cloison en bois ne requirent aucune couche additionnelle de contrle de la diffusion de la vapeur.


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2.4 Validation du modle hygrothermique Le programme ordinateur du WUFI 4.0 Pro a t utilis pour crer le modle des murs de tests. Le WUFI est un programme avanc disponible commercialement qui sert crer un modle hygrothermique de lhumidit utilis par de nombreux praticiens. Sa prcision a t vrifie contre de nombreuses tudes pleine chelle de la performance des enceintes sur le terrain (les toits, les murs, les fondations, les tages de stationnement, etc.) depuis un certain nombre dannes (Kuenzel 1995, Kuenzel & Krus 1997, Kuenzel 1998, Hens et al 1996). Cest un des rares modles qui peut efficacement tenir compte de labsorption de la pluie (Straube 2003). Si on lui fournit les donnes des matriaux, le WUFI calcule le flux de la chaleur et de lhumidit toutes les heures sous linfluence du soleil, de la pluie, de la temprature et de lhumidit.

Un modle ordinateur WUFI fut conu pour chaque systme de mur de test system utilisant les matriaux disponibles dans la base de donnes du WUFI. Les proprits du matriau de MPG cellules fermes ont t modifies pour les rendre semblables celles fournies par les manufacturiers l o elles taient diffrentes de celles prsentes dans la base de donnes du WUFI. Les donnes environnementales relles de lintrieur et de lextrieur du BEGHut (la pluie, les radiations solaires, le vent, la temprature, lhumidit relative) ont t insres dans le modle du WUFI comme conditions de base du modle. Les premires simulations effectues avec les donnes de la temprature relle ont fourni une excellente corrlation avec les rsultats mesurs. Dautres simulations furent effectues et les variantes furent systmatiquement ajustes afin de calibrer les rsultats du modle versus les donnes mesures. Une simulation de la temprature, du point de rose et du contenu dhumidit fut compare aux donnes mesures afin den assurer la prcision. Cette comparaison a fourni une grande confiance dans lhabilet du modle interpoler et extrapoler dautres situations. Pour le besoin de comparaison le rsultat du contenu dhumidit dans le revtement du mur N6 avec la mousse cellules ouvertes est dmontr au schma 2.19.

Schma 2.19: Mur N6 Contenu dhumidit relative mesur comparativement aux rsultats simuls du WUFI

Un nombre de simulations paramtriques furent effectues et sont prsentes ici, pour la priode des huit mois de donnes du BEGHut afin de dterminer limpact de lhumidit relative de lintrieur, de lorientation et des couches de contrle de la vapeur. Dautres extrapolations sur dautres climats sont effectues utilisant les donnes climatiques de la base de donnes du WUFI pour plus de 8 mois.

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2.4.1.1 Lhumidit relative intrieure

Les conditions intrieures du BEGHut sont relativement constantes 20C et 50%HR lanne durant. Une humidit relative hivernale de 50% est leve pour des difices rsidentiels et commerciaux typiques dans ce climat, mais est typique pour un muse ou un hpital. Une analyse paramtrique a t effectue en utilisant le WUFI afin de dmontrer limpact quune humidit relative de 50% a sur les rsultats mesurs pour les murs de MPG cellules ouvertes. Le schma 2.20 montre limpact dune humidit relative intrieure de 30%, 40%, 50%, et 60% pendant lhiver quand la temprature est maintenue 21C pour un mur dans lorientation nord (en utilisant une peinture au latex avec une unit de permance de 300 perm.). Ce trac dmontre limportance dune humidit relative intrieure modre et limpact de celle-ci sur la performance du revtement OSB. Une humidit relative intrieure plus grande que 35-40% rsultera en des niveaux dhumidit dangereux dans le revtement de cet assemblage de mur sous ces conditions extrieures. Une humidit relative de 60% ou plus serait reprsentative dune piscine intrieure ou dune pice avec une source dhumidit constante significative, o un mur avec la MPG cellules ouvertes et sans une couche de retarde vapeur aurait trs certainement une mauvaise performance. Aussi selon ce que nous avons vu des rsultats sur le terrain, pour des murs exposs une plus grande radiation solaire on peut sattendre davoir un contenu dhumidit moins lev. Lorientation nord est le pire cas pour la diffusion en temprature froide. Des simulations sur plusieurs annes furent aussi effectues utilisant les donnes de tempratures de la rgion de Toronto avec des tendances et rsultats similaires.

Schma 2.20: N6 MPG cellules ouvertes Impact de lhumidit intrieure relative sur lhumidit contenue dans le revtement dOSB (climat de Toronto)

Les rsultats de la MPG cellules fermes ne sont pas montrs tant donn que la modlisation a confirm quelle tait suffisamment rsistante la vapeur et de ce fait le contenu dhumidit du revtement ne subit pas dimpact significatif caus par lhumidit relative de lintrieur. Ceci est valide mme quand une humidit relative intrieure de 50% a t prise en considration pour une anne typique Edmonton.

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2.4.1.2 Stratgie du contrle de la vapeur

La stratgie actuelle pour le contrle de la vapeur consiste en lutilisation de peinture au latex disponible commercialement sur la cloison sche de gypse ajoute la MPG cellules ouvertes ou fermes. La peinture a une permance la vapeur dapproximativement 300 ng/Pasm2. Une modlisation hygrothermique a t utilise pour dterminer leffet de cette couche de peinture et a dmontr quune peinture rsistante la temprature et la vapeur avec une permance de 30 ng/Pasm2produirait un contrle suffisant de la vapeur pour le mur de MPG cellules ouvertes. Ceci a t compar un mur avec un pare vapeur de polythylne et avec un mur avec une peinture plus permable, de 600 ng/Pasm2. Les rsultats sont compars au schma 2.21 pour un mur orient nord avec des conditions intrieures de 21C et 50% HR.

Schma 2.21: Mur N6 Impact de diffrents pare vapeur sur lhumidit contenue dans le revtement dOSB (Climat de Toronto)

Ce trac du contenu dhumidit (Schma 2.21) dmontre quavec une peinture retarde vapeur ou un polythylne on peut contrler la vapeur pendant les mois dhiver avec la MPG cellules ouvertes. Mme dans des cas dhumidit relative trs leve, on peut obtenir des nivaux scuritaires de contenu dhumidit hivernal dans le revtement simplement par lutilisation dune peinture retarde vapeur. Des simulations de plusieurs annes furent galement effectues en utilisant les donnes de la temprature de la rgion de Toronto avec des tendances et des rsultats similaires. tant donn que la MPG cellules fermes est suffisamment rsistante la vapeur, la modlisation a dmontr que la performance de lOSB na pas subi dimpact des couches additionnelles de contrle de la vapeur lintrieur. 2.5 Conclusions & Recommandations Ce chapitre a prsent les prparatifs et les rsultats dune investigation exprimentale de la ncessit de couches supplmentaires de retarde vapeur la fois pour la MPG cellules ouvertes et cellules fermes dans les murs avec poteaux de cloison en bois que lon utilise dans les difices doccupation rsidentielle et commerciale. Des rsultats reprsentatifs de tests et de validation de

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modles dun hiver complet furent prsents. Les murs de MPG cellules ouvertes prsentaient une rsistance insuffisante la vapeur pendant lhiver dans le climat du sud de lOntario dans des conditions intrieures de 20C et 50% HR pour que le contenu dhumidit du revtement demeure en dessous de 20%, particulirement dans lorientation nord qui montrait des contenus dhumidit au dessus de 30% pendant quelques mois. Cependant, les murs de MPG cellules fermes prsentaient pour leur part une rsistance suffisante la vapeur pour maintenir les contenus dhumidit du revtement sous 20% dans les mmes conditions intrieures difficiles. Une modlisation hygrothermique fut effectue et compare aux rsultats observs afin de valider le modle. Il a t dmontr que le modle du WUFI 4 tait capable de prdire la performance mesure dun nombre de murs diffrents. En utilisant le modle hygrothermique valid, on peut dvelopper des recommandations prliminaires pour lutilisation de couches additionnelles de retarde vapeur comme fonction de type MPG, dassemblage de murs et du climat. Les mesures sur le terrain ont dmontr, que pendant lhiver les contenus dhumidit de lOSB et des poteaux de cloison en bois des murs de MPG cellules ouvertes subissaient un impact significatif de lhumidit relative intrieure et de la permance des couches de contrle de la vapeur. En utilisant de la peinture normale au latex (de lordre de 300 ng/Pasm2) avec une humidit relative de plus de 40% pendant lhiver dans un climat froid (au dessus denviron 4000 DJC 1/4C) on peut avoir comme rsultat des contenus dhumidit dangereusement levs du revtement cause de la diffusion de vapeur. Pendant lhiver, il est recommand de maintenir une humidit relative intrieure moins de 40%. Cependant, cause de la sensibilit du mur aux changements dhumidit relative intrieure, un contrle additionnel de la vapeur est recommand avec la MPG cellules ouvertes dans les climats de plus denviron 4000 DJC C. Une peinture retarde vapeur (de lordre de 30 ng/Pasm2), "smart retarder", ou une feuille de polythylne sont des meilleurs choix pour le contrle de la vapeur dans de tels climats froids. Le contenu dhumidit mesur et modlis de lOSB et des poteaux de cloison dans les murs de MPG cellules fermes fut peu affect par les variations dhumidit relative intrieure ou de la permance des couches de contrle de la vapeur. La modlisation a dmontr que mme dans des climats aussi froids qu Edmonton (environ 6500 DJC 1/4C), des niveaux dhumidit relative de 50% peuvent saccommoder sans couches additionnelles de contrle de la vapeur. Les poteaux de cloison en bois ont suffisamment de rsistance inhrente la vapeur quils ne requirent pas de couche supplmentaire de contrle de la vapeur. Les poteaux de cloison de bois sont demeurs secs la fois pendant lhiver et lt sans avoir besoin de recourir une feuille de polythylne comme retardateur de diffusion de la vapeur. Les mesures sur le terrain ont dmontr et la modlisation a confirm, que quand la MPG est installe lintrieur dun revtement hygroscopique, une accumulation dhumidit peut se produire cause de lhumidit contenue dans le parement de brique pouss par le soleil spcialement si une MPG relativement impermable la vapeur est utilise. La physique de base de la construction suggre que si cette augmentation dhumidit est excessive, elle peut tre contrle en installant une mousse cellules fermes du ct


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extrieur du revtement pour augmenter la fois la temprature du revtement et fournir une rsistance contre le flux de vapeur.

3 Tests de la chambre climatique 3.1 Introduction Les tests sur le terrain rapports au chapitre 2 fournissaient une dmonstration de performance pleine chelle sur le terrain dans une application spcifique de mme que certaines informations concernant la validit de la modlisation hygrothermique. Beaucoup plus de dtails sont disponibles dans Smith (2009). Un grand nombre de marques de MPG sont disponibles, ainsi que des nouveaux types proposs pour usage future (exemple HCFC-245 agents dexpansion). Afin de fournir des mesures de performance parallle dun groupe de produits de MPG diffrents, on a entrepris une exprimentation en laboratoire moins coteuse et plus contrle. 3.2 tendue de lexprience et design Lobjectif de lexprience en laboratoire tait de dterminer quel niveau de rsistance la diffusion de vapeur deau tait offert par les divers types de produits isolants de mousse de polyurthane gicle installs dans les assemblages de murs reprsentatifs, sujets des conditions de gradient de temprature et dhumidit levs. Ltendue de lexprience consistait tester les types les plus communs de mousses isolantes de polyurthane gicles cellules fermes utilises dans les constructions rsidentielles et commerciales au Canada. Lisolant de nattes de fibre de verre fut inclus dans les tests titre de cas de rfrence.

3.3 Prparatifs pour les tests

Un cadre de 8x8 fut subdivis en compartiments afin de permettre les tests simultans de tous les chantillons. Ce cadre fut insr dans la chambre climatique. Un ct de la chambre climatique tait quip pour simuler la temprature dune pice avec une grande charge dhumidit et des tempratures leves (25 C et 50%HR); lautre ct tait quip pour simuler une temprature extrieure froide denviron -10 C et 60%HR. Les boites de tests furent soumises des gradients de tempratures et dhumidit relative levs et constants pour une priode de plus de 57 jours. Ces conditions sont plutt svres, et non reprsentatives des applications rsidentielles. Lintention, comme ctait le cas dans le local de tests, tait de stresser les chantillons et dobserver la performance dans des conditions exigeantes pour aider la comprhension et non de tenter dimiter la performance dun mur ou dune toiture de maison. Une accumulation deau a t observe travers des mesures grandissantes de masses priodiques et des lectures de contenu dhumidit dans les panneaux de revtement de grandes particules orients vers lextrieur (OSB) de chaque boite de test. Des chantillons de vingt murs de test diffrents, chacun de 16 de largeur par 16 de hauteur, furent tests dans une chambre climatique sous des conditions de tempratures froides constantes. Les chantillons de murs taient originalement composs dassemblage de cadres en bois de 2x6 avec un revtement dOSB. Huit types et paisseurs de combinaisons de mousse furent tests, alors que chaque combinaison comportait une boite de test munie dun pare vapeur de polythylne (la srie A) et une boite de


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test sans pare vapeur de polythylne (la srie B). Une neuvime combinaison de boites de test A et B taient munies disolant de natte de fibre de verre. La fibre de verre agissait titre de cas de rfrence pour les constructions de murs avec encadrement de bois. Deux autres boites de tests furent construites, une pour vrifier la performance de la mousse densit haute et lautre pour vrifier une mousse retardatrice de flamme sur le gypse extrieur et les poteaux de cloison en acier. Le schma 3.1 montre les dtails de chaque combinaison et sont utilit.


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Mlamine , rebords

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Isolation Botes de test avec

polythylne Botes de test sans

polythylne But du test

Polyurthane cellules fermes BASF 3.5 1A 1B poly

mfgr DOW 3.5 2A 2B poly PF7300 3.5 3A 3B poly

profondeur PF7300 3.5 4A 4B poly Demilec Soya 3.5 5A 5B poly

profondeur Demilec Soya 4.5 6A 6B poly Polyurthane cellules ouvertes Demilec 5.5 7A 7B poly

mfgr Icynene 5.5 8A 8B poly Autre Laine de verre 9A 9B data Autres polyurthanes cellules ferme Polar Foam Classe un 2 min. - 10 Dmo commercial Polar Foam 3 pcf densit 2 - 11 Rle de densit

Tableau 3.1: Sommaire des spcimens de tests

Case de

mlamine


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3.3.1 Contenu dhumidit et mesures des masses

Les mesures de masse de lassemblage entier de test furent effectues avec une balance Sartorius Modle FBC6CCE-H. Les compartiments devaient fournir une sparation entre les cts chauds et froids quand les boites de test ont t enleves, autrement, lair chaud et humide se serait dplac dans le ct froid, ce qui aurait rendu encore plus difficile le maintient des conditions sous le point de conglation de faon constante. Les boites de tests comme telles nont pas pu tre retires de la chambre froide afin dtre peses parce que les conditions de lair ambiant, dans le laboratoire, auraient immdiatement men la formation de condensation sur toutes les surfaces froides de la boite de test, ce qui aurait eu un effet sur la prcision des mesures de masse.

La solution ces contraintes fut denlever les chantillons de lassemblage de test. Avant quune boite puisse tre retire de lassemblage, tout le ct chaud de lassemblage fut recouvert dun rideau fabriqu partir dune feuille de polythylne, par-dessus laquelle une planche de polyisocyanurate recouverte sur un ct avec un papier aluminium fut fixe avec des pinces. Cette mesure a servi minimiser le transfert dair et de chaleur du ct chaud vers le ct froid lorsquune boite de test tait retire de lassemblage de test. La boite de test fut pese lintrieur de la chambre froide en utilisant une balance dpose sur le toit de la chambre (ce qui a permis la balance de conserver son niveau de temprature dopration dsir). Un petit trou fut perfor avec une mche travers le plafond et le toit. Une chane fut attache au crochet situ sous la balance. La chane descendait directement par le trou perfor environ un mtre sous le niveau du plafond. Un crochet au bout de la chane pouvait supporter le poids dune boite de test laide de sa poigne en broche. La chane tait retire et le trou recouvert au fur et mesure que les mesures de masse taient effectues.

Aprs que les mesures de masse aient t compltes, toutes les boites de test furent mesures pour leur contenu dhumidit. Chaque boite contenait trois paires dpingles qui avaient t installes sur la face de la boite pour mesurer le contenu dhumidit. Les pingles fabriques partir de clous de laiton ont t insres de lextrieur de faon ce que les pointes non isoles se trouvent sur le ct intrieur du panneau de OSB, ceci tant la surface o on avait prvu quun contenu dhumidit serait plus lev, (Schma 3.6). Les pingles furent installes en paires espaces de 1 pouce. Un humidimtre DelmhorstJ-4 pour le bois fut attach aux broches conductrices, lesquelles taient soudes au bout expos des pingles pour prendre la lecture du contenu dhumidit.


39

Schma 3.5 : Trois pingles installes sur le panneau test dOSB travers le Tyvek.


40

3.4 Procdure exprimentale

Les lectures du contenu dhumidit et des masses taient prises et enregistres environ tous les dix jours. Les mesures de masse furent prises avant le dbut des tests et six autres intervalles jusqu et incluant le jour final 57. Toutes les boites de test furent peses au dbut et la 57ime journe et au moins quatre des six priodes de mesures intercalaires. Gnralement, les boites qui prdisaient avoir un changement de masse relativement grande pour une certaine priode de temps, taient peses plus frquemment. La temprature dans le ct froid fut maintenue laide de deux refroidisseurs pour liquides. Au jour 47, un des refroidisseurs a fait dfaut et la temprature du ct froid a mont environ 0 C. 3.5 Rsultats 3.5.1 Mesures gravimtriques

Le schma 3.7, montre la masse daccumulation deau dans la srie A des boites de test qui contenaient un pare vapeur complet de polythylne entre la plaque de pltre et lisolation. Les gains de masse dans les boites de test taient dans un rayon de 100 g pour la priode des 57 jours de tests.

Schma 3.7 : Masse daccumulation deau de la srie A des boites de test avec pare vapeur polythylne

Gai

n d

e m

asse

(g)

Temps (Jours)


41

Le deuxime tableau, schma 3.8, montre les rsultats des boites de test pour la srie B qui navaient pas de pare vapeur de polythylne. Les chantillons de fibre de verre (9B) et de MPG cellules ouvertes (7B et 8B) ont les plus hautes valeurs de permance la vapeur et les plus importants gains de masse pour la priode de test. La moyenne des gains de masse pour les boites de test avec la plus basse permance taient dans un rayon de 200 g, presque le double des gains nots dans les boites de la srie A.

Schma 3.8 : Masse daccumulation deau de la srie B des boites de test sans pare vapeur polythylne 3.6 Mesures du contenu dhumidit Lhumidimtre Delmhorst pour mesurer lhumidit du bois fait passer un lger courant lectrique travers le bois et mesure la rsistance lectrique du bois entre les deux pingles. Leau a une rsistance infrieure au bois sec et le courant lectrique suit le chemin qui prsente le moins de rsistance, cest pourquoi la mesure se produit la partie la plus trempe du OSB (schma 3.6). Dans le cas prsent, le OSB est plus trempe sur le ct intrieur ce qui correspond au point dintrt principal de lexprience. Le revtement des pingles tend isoler davantage la lecture du ct intrieur au cas o il y aurait eu des anomalies dans le dpt deau ou dans la structure de lOSB.

Lhumidimtre Delmhorst est calibr de faon baser toutes les lectures de contenu dhumidit en termes du sapin de Douglas 70F. Chaque lecture MC fut corrige pour les espces et la temprature tant donn que le matriau tait du OSB et que la temprature tait typiquement de -10C lors de la prise de mesures. Lquation 3-1 de Garrahan (1988) calcule la temprature corrige partir de la mesure MC non corrige, la temprature au moment o elle a t prise par le MC et deux espces-facteurs de rgression dpendants. Les produits de bois dingnierie tel que le

Gai

n d

e m

asse

(g)

Temps (Jours)


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contreplaqu et lOSB peuvent faire partie despces difficiles identifier, cest pourquoi les coefficients gnriques pour ces produits ont t dvelopps. Straube, Onysko and Schumacher (2002) ont publi les valeurs pour les coefficients de rgression de a = 1.1114 et b = 0.366 pour lOSB.

Equation 3-1

MCc [%] Contenu dhumidit corrig

MCu [%] Lecture du contenu dhumidit non corrig

t [C] Temprature du bois

b = a, b [-] Espces coefficients de rgression dpendants: a = 1.1114, 0.366

Les mesures moyennes corriges du MC du OSB dans chaque chantillon de test du OSB sont prsentes aux schmas 3.9 et 3.10.

Schma 3.9 : MC corrigs du OSB de la srie A des boites de test avec pare vapeur polythylne

Ten

eur

en h

um

idit

(%

)

Temps (Jours)


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Schma 3.10 : MC corrigs du OSB de la srie B des boites de test sans pare vapeur polythylne 3.7 Analyses La premire conclusion que lon peut tirer des ces tests est que lutilisation de pare vapeur de polythylne ne prsente pas laugmentation de contenu dhumidit du revtement ou de lensemble de laugmentation dhumidit des chantillons de test. Ceci est d labsorption de vapeur deau dans lOSB provenant du ct froid de la chambre climatique vers lOSB. Le contenu dhumidit de lOSB est demeur dans un rayon scuritaire mme aprs 50 jours de conditions extrmes pour tous les chantillons de murs de MPG cellules fermes. La prsence ou labsence de polythylne na pas eu deffet notable sur le contenu dhumidit du revtement dOSB. Le mur avec la fibre de verre a montr un gain de masse trs significatif et une augmentation du MC dans le OSB lorsque le pare vapeur de polythylne ntait pas utilis. Les deux murs de MPG cellules ouvertes ont aussi montr une absorption dhumidit accrue, cependant, un peu moins que la fibre de verre. Mme si les murs avec la fibre de verre et la mousse cellules ouvertes ont perform avec et sans polythylne, ils ont absorbs significativement plus dhumidit dans le OSB mme avec le polythylne que ceux avec la MPG cellules fermes. Une observation intressante note dans les tests de la chambre climatique pour le sous-systme du matriau est que le HCFC-245 de la mousse gicle sest essentiellement comport de la mme faon que le produit "legacy HCFC-141b". La permance la vapeur de la nouvelle gnration semble tre un peu infrieure la prcdente.

Ten

eu

r e

n h

um

idit

(%

)

Temps (Jours)


44

4 Modlisation Les mesures sur le terrain prsentes au chapitre 2 ont dmontr quune application prudente du modle hygrothermique du WUFI permettait le prdire la performance de vrais murs. Les mesures de la chambre climatique sont venues appuyer le rsultat attendu, leffet que chacun des chantillons de produit des deux classes de polyurthane gicl (2 pcf et 1/2 pcf) se comportaient de faon similaire aux autres produits de mme classe. Ce chapitre du rapport dmontre que les rsultats du programme exprimental sappliquent un grand ventail de types de murs et de climats. 4.1 Approche de modlisation

Sept assemblages de murs, contenants diffrents types de MPG furent modliss de faon paramtrique pour diffrents climats canadiens, (bas sur les rsultats des tests physiques dcrits ci-dessus). Bas sur les premires modlisations, et les rsultats des tudes sur le terrain, il tait clair que le pire scnario pour la diffusion dhumidit dans les tempratures froides provenait toujours dune orientation face au nord ( cause du manque de radiations solaires pour rchauffer cette orientation). De faon similaire, les parements lgers et de couleurs claires absorbent les dernires radiations solaires, ont les tempratures les plus froides au niveau du revtement, et de ce fait sont sujets un plus grand taux dhumidit hivernal d la diffusion. Sept types de murs furent considrs. Le mur 7 considre la performance du mur travers un encadrement dlments solides tels que : poteau de cloison, solives, plaques ou linteaux.

Mur 1 Mur 2 Mur 3 Mur 4

Mur 5 Mur 6 Mur 7


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4.2 Climat extrieur Tous les cas de simulations furent effectus pour sept climats canadiens diffrents. Les climats furent catgoriss selon les degrs jours de chauffage qui se retrouvaient sous 18C. Les degrs jours de chauffage (DJC) sont calculs en faisant la somme de degrs moyens de chaque jour o la temprature est sous 18C pour un historique de donnes de tempratures dune anne complte. Le total de ce calcul quivaut la mesure de combien de chaleur annuelle est requise dans un endroit particulier (Schma 4.2).

Schma 4.2 : Degrs jours de chauffage au Canada et villes de simulation (Atlas national du Canada 5 e

dition)

Au Canada, les endroits les plus peupls sont dans un rayon de 3000 6000 DJC, cependant les communauts de la partie nord sont dans un rayon de 6000 10,000 DJC, tableau 4.1. Les donnes de degrs de chaleur proviennent de la base de donnes en ligne dEnvironnement Canada pour les Climats Canadiens Normaux 197 1-2000 (Environnement Canada, 2008). La ville associe chaque catgorie de climat est un endroit reprsentatif seulement (voir les points noirs sur la carte schma 4.2). Les rsultats des simulations dans une catgorie donne sappliquent aux autres endroits gographiques dont les valeurs DJC sont dans un mme rayon. Le cur des populations urbaines des villes listes au tableau 4.1 reprsente plus de 60% de la population canadienne, bas sur les donnes du recensement de Statistiques Canada de 2006. Les sept endroits climatiques utiliss dans ces simulations sont lists au tableau 4.2 avec un DJC nominal pour la catgorie et le DJC rel, relev du fichier climatique utilis dans la simulation du WUFI pour cet endroit en particulier. Prendre note que les valeurs DJC du fichier WUFI et ceux des climats normaux dEnvironnement Canada ne sont pas les mmes. Les deux valeurs sont


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drives de deux groupes de donnes diffrentes, cependant elles se retrouvent lintrieur dun rayon de DJC prescrits pour la catgorie. Le tableau liste aussi les conditions gnrales pour la temprature, lhumidit relative et les chutes de pluie afin de prsenter un aperu de combien les climats diffrent les un des autres. Chaque fichier climatique du WUFI contient un groupe de donnes pour un an dinformations sur les tempratures horaires, lhumidit relative, la vitesse du vent, la direction du vent, les quantits de pluie tombe, la pression de lair, les couvertures nuageuses, les radiations solaires et les radiations grandes ondes.

Tableau 4.1: Villes Canadiennes par catgorie de climat

DJC Catgorie de climat (avec rayon)

Endroit reprsentatif (avec DJC )

Quelques villes dans ce rayon (avec DJC)

DJC 3000 ( 3500) Vancouver (2926) White Rock (2782) Abbotsford (2981) Victoria (3040)

DJC 4000 (3501 4250) Toronto (4065) Windsor (3524) Niagara Falls (3661) Kelowna (3869) Oshawa (3917) Hamilton (4012) Halifax (4030)London (4057)

DJC 4500 (4251 4750) Ottawa (4602) Kitchener-Waterloo (4288) Kingston (4289) Montral (4518) Moncton (4585) Charlottetown (4715)

DJC 5000 (4751 5500) Calgary (5108) St. John's (4881) Trois-Rivires (4929) Prince George (5132) Sherbrooke (5151) Qubec City (5202) Sudbury (5343)

DJC 6000 (5501 7000) Winnipeg (5777) Regina (5660) Edmonton (5708) Thunder Bay (5717) Saskatoon (5852) Whitehorse (6811)

DJC 8000 (7001 9000) Yellowknife (8256) Dawson (8166) DJC 10,000 (900 1+) Inuvik (9767) Iqaluit (10117) Resolute

(12526)

Tableau 4.2: Statistiques de climat sommaire pour les simulations de villes du WUFI


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Endroits reprsentatifs Vancouver Toronto Ottawa Calgary Winnipeg Yellowknife Inuvik

Degr de chaleur journaliers nominal (


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Tableau 4.3: Catgories pour lhumidit relative intrieure

Catgories de climat

HR Basse * HR Moyenne* HR leve

DJC 3000 Vancouver DJC 4000 Toronto DJC 4500 Ottawa DJC 5000 Calgary DJC 6000 Winnipeg

30% to 55% 40% to 60% 50%

DJC 8000 Yellowknife DJC 10,000 Inuvik

20% to 50% 30% to 55% 50%

Description des conditions possibles dans cette catgorie dHR

-constructions plus vieilles avec courants dair -difices plus rcents avec ventilation mcanique -peu dactivit doccupation contribue la charge dhumidit il y a rarement de condensation sur aux fentres ordinaires pendant une vague de froid

-construction plus hermtique -humidificateur mcanique en opration -charges dhumidit leves d beaucoup de cuisson, lavage, et entreposage de bois de chauffage -la condensation se forme souvent sur les fentres ordinaires pendant les vagues de froid

-niveaux dHR gnr mcaniquement sont constamment levs lanne durant -des exemples sont : les piscines intrieures, les hpitaux, les muss -la condensation se forme constamment sur les fentres ordinaires pendant les vagues de froid

*chelle de Variation saisonnire en bas de lchelle en hiver, en haut de lchelle en t

Les variations saisonnires des catgories dHR basses et moyennes suivent une formation donde sinusodale qui mne au sommet de lchelle, ce qui se produit le 1ier Aot, slectionn comme tant le point culminant de lt. Le bas de lchelle se produit six mois plus tard le 1ier fvrier, le point le plus bas de lhiver. Les conditions climatiques intrieures pour la catgorie de basse HR qui sont de 30 50% sont montres dans le portrait de lcran du WUFI, voir le schma 4.3.


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Schma 4.3 : Exemple de WUFI catgorie basse HR 30-50%

4.4 Procdures de simulations

Toutes les simulations pour les murs ont dbut partir dune temprature constante de 22C travers toutes les composantes. Les seules couches qui contenaient initialement une humidit apprciable taient celles de l'OSB ( 55 kg/m3 ou 8.5% de contenu dhumidit en tat de masse sche) et les poteaux de cloison en bois ( 30 kg/m3ou 6% de contenu dhumidit en tat de masse sche). Ces rglages correspondent lchelle typique de 4% 10% de contenu dhumidit pour les matriaux de bois dans des conditions de pr construction (Morris 1998). La priode de modlisation reprsentait une anne du 01 aot 2007 au 01 aot 2008 en pisodes dune heure. Le mois daot fut choisi comme mois de dpart car il reprsente typiquement une anne complte dans les tracs de valeurs de contenu dhumidit pour le revtement extrieur en bois. Une date de dpart en aot permet aux sommets de contenu dhumidit annuel hivernal dtre tracs au milieu du graphique, ce qui savre utile tant donn quils sont le point dintrt de ltude. Les simulations ont pris place jusqu ce quun niveau dquilibre ou tat statique soit atteint. Ceci a t dfini comme le point o le contenu dhumidit du revtement tait gal au contenu dhumidit de lanne prcdent.


50

Schma 4.4


51

Schma 4.5 : Modle des rsultats


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5 Conclusions et Recommandations Lobjectif de ce projet de recherche tait de fournir des recommandations bases sur des preuves scientifiques srieuses et sur la ncessit de contrle additionnel de la vapeur, la fois pour la MPG cellules ouvertes de densit basse et de la MPG cellules fermes de densit moyenne installes dans les encadrement de murs dune grande diversit de types doccupations et de climats froids. Le Code National du Btiment du Canada spcifie que les pare vapeur ne sont pas requis quand : On peut dmontrer que la diffusion non contrle de la vapeur naura pas deffet nocif sur, (a) la sant ou la scurit des usagers de ldifice, (b) lutilisation prvu de ldifice, ou (c) sur lopration des services de ldifice . La recherche a dmontr lhabilet des murs typiques avec encadrement en bois utilisant la mousse de polyurthane gicle titre disolation, avec et sans couches additionnelles de pare vapeur, de rencontrer ses exigences dans au moins quelques un des climats Canadiens pour des murs munis de couches de revtement extrieur, de membranes, de parement et dautres couches avec une permance de plus dapproximativement 60 ng/Pasm2.

La mousse gicle cellules fermes (environ 2 livres de densit par pied cube ou plus) applique une paisseur de plus de 2 (50 mm) contrlera la diffusion de vapeur des niveaux scuritaires dans tous les climats jusqu 10000 DJC et une humidit relative intrieure hivernale jusqu et au dessus de 50%HR. Au fur et mesure que lpaisseur augmente, le niveau de contrle augmente galement. Le contrle de la diffusion tait gal ou meilleur que dans les murs avec les traditionnelles nattes de fibre de verre et de polythylne. La mousse cellules ouvertes (1/2 livre de densit par pied cube) peut contrler la diffusion dans des climats qui ne sont pas trop froids (exemple moins de 4500 DJC18) lorsque le niveau dHR hivernal intrieur est contrl par une ventilation approprie moins denviron 40%HR. La mousse cellules ouvertes na pas suffisamment de contrle sur la vapeur dans les climats trs froids (4500 DJC et plus) moins que lhumidit relative hivernale intrieure soit strictement contrle ( moins denviron 30%HR). Pour lun ou lautre des types de mousse, lencadrement de bois fournit suffisamment de rsistance inhrente la vapeur pour maintenir le contenu dhumidit lintrieur dun niveau scuritaire mme dans des climats extrieurs trs froids (10 000 DJC) et des conditions dhumidit intrieures trs leves (50%HR en hiver). Quant aux murs fabriqus de toute sortes de matriaux, un assemblage de pare air fonctionnel doit tre prsent, de mme quun contrle pour la pluie, du feu, dune suffisance structurale, etc. Le programme de modlisation hygrothermique du "one-D WUFI" fut valid comme un outil efficace et prcis pour prdire le contenu dhumidit du revtement dans les tests sur le terrain. Il peut tre utilis pour prdire la performance de dautres assemblages de murs dans dautres climats


53

si lon prend soin de dfinir les proprits des matriaux et les conditions environnantes. Les tests de diffusion de la vapeur de la chambre climatique sur une varit de produits diffrents furent mens sous un gradient de temprature.

Ces tests ont confirm la performance note dans les tests sur le terrain et ont dmontr que diffrents produits commerciaux de la mme classe (cellules fermes ou cellules ouvertes) performaient de faon trs similaire. Une observation intressante note dans les tests de la chambre climatique pour le sous-systme des matriaux est que la mousse gicle HCFC-245 se comportait essentiellement comme les produits "legacy HCFC-141b". La permance la vapeur de la nouvelle gnration semble tre un peu moins que la prcdente, mme si les variations peuvent tre statistiquement insignifiantes.

Mme si lon peut poser le postulat que les mmes conclusions sappliqueraient au contrle de la vapeur dans des assemblages de toits en pente ou plats, lexposition diffrente (au soleil et aux radiations du ciel la nuit) ainsi que la basse permance la vapeur typique des revtements de toits (tels que les bardeaux dasphalte et lacier) enseigne quune modlisation et des tests devraient tre effectus pour des applications critiques.

6 Rfrences La base de donnes en ligne dEnvironnement Canada pour Canadian Climate Normals 1971-2000 (Environnement Canada, 2008). Garrahan,P., Moisture Meter Correction Factors, Proceedings ofIn-Grade Testing of Structural Lumber, USDA Forest Products Laboratory, Madison, Wisconsin, 1998. Hens, H., Ojanen, T., Knzel, H.M., Dow, G., Rode, C., Hagentoft, C-E. 1996. Summary reports of common exercises in modeling. IEA-Annex 24 final report, Vol. 1, Leuven. Knzel, H. M. 1995. Simultaneous Heat an d Moisture Transport in Building ComponentsOne-and Two-Dimensional Calculation Using Simple Parameters. IRB Verlag, Stutgart. Knzel, H.M. & Kiel, K. 1997. Calculation of heat and moisture transfer in exposed building components. Int. J. of heat and mass transfer 40, V. 1, pp. 159-167. Knzel, H.M. 1998. Effect of interior and exterior insulation on the hygrothermal behaviour of exposed walls. Materials and Structures 31. V. 206, pp. 99-103. Morris. P.I., Understanding Biodeterioration of Wood in Structures, Forintek Canada Corporation, Vancouver, Canada, 1998. Onysko, D.M. 2006. Personal Communication, Re: OSB moisture content versus resistance curve for a limited sample of OSB. Smith, Rachel C., Vapour Diffusion Control in Framed Wall Systems Insulated with Spray Polyurethane Foam. M.A.Sc. Thesis, Civil Engineering Dept, University of Waterloo, 2009. Straube, J., Onysko, D., & Schumacher, C. 2002. Methodology and design of field experiments for monitoring the hygrothermal performance of wood frame enclosuresJ. Thermal Insulation and Building Envelopes 26(2), pp. 123-151. Straube,J., van Straaten, R., Burnett, E. 2004. Field Studies of Ventilation Drying 2004. Proc. ofBuildings IX. Clearwater Beach, Florida. December. Straube, J.F., and Schumacher, C.J, 2003. Hygrothermal Enclosure Models: A Comparison with Field Data, Proc. of 2nd Int. Conf. on Building Physics, Leuven, Belgium, Sept. 14-18, pp. 319-326.

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murs de tests

pare vapeur

tests de la chambre

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