Maçonnerie
La maçonnerie est l'art de bâtir une construction par l'assemblage de matériaux élémentaires, liés ou non par un mortier. C'est l'art du maçon par définition mais aussi le résultat de son travail1.
En France, la maçonnerie traditionnelle est appelée limousinage, et la maçonnerie sans mortier maçonnerie à pierres sèches.
Par extension, on associe aussi sous le terme « maçonnerie » les travaux d'habillage des ensembles : pose d'enduits, de carrelages, etc., qui, en plus de leur but esthétique, participent à la tenue de l'ensemble face aux agressions externes (humidité, gel, etc.). Un produit qui reflète de plus en plus cette association est le stuc d'acrylique qui remplace le stuc traditionnel fait à partir de chaux. Existe aussi le tadelakt, un enduit de finition lisse d'intérieur, qui a comme origine l’Afrique du nord et qui est composé de chaux, de silice, de poudre de marbre.
Le terme avec ou sans majuscule peut aussi désigner la franc-maçonnerie.
Avantages
- L'emploi de la brique et de la pierre peut augmenter la masse thermique d'un bâtiment, procurant un confort accru par amortissement de la chaleur de l'été et du froid de l'hiver. Ces matériaux conviennent pour des applications solaires passives.
- En général, la brique et la pierre n'exigent pas d'être peintes et peuvent ainsi fournir une structure dont le cycle de vie présente un coût réduit; cependant, une peinture convenablement exécutée réduit le risque d'apparition d'éclats sous les effets du gel. Le bloc de béton ou « agglo » de la variété non décorative est généralement peint ou enduit.
- L'aspect, surtout s'il est très soigné, peut conférer à la maçonnerie une impression de solidité et de durabilité.
Inconvénients
- Les intempéries, en particulier le gel, peuvent entraîner des dégradations en surface. Ce genre de dégradation est fréquent pour certains types de brique, mais assez rare pour les blocs de béton et la pierre. Si de la brique (à base d'argile) doit être employée, on prendra soin de choisir des briques convenant au climat en question.
- La maçonnerie doit reposer sur une fondation stable (béton armé, pierres de fondations, ou roche naturelle). Sur des sols à dilatation, cette fondation devra être très soignée et on pourra faire appel à un ingénieur en résistance des matériaux.
Les matériaux
Les éléments corps
Les liants
Le liant est le matériau servant à maintenir ensemble les éléments d'un mortier. Ce peut être de l'argile, de la chaux (hydraulique naturelle ou de synthèse), du ciment, du plâtre.
- L'argile ou la terre crue est le liant présent naturellement dans la terre utilisée en construction.
Test pour la mise en œuvre d'un mortier
Réfection d'un mur en
adobe
- La chaux est un liant à base de calcaire, utilisé depuis des millénaires. Elle entre dans la composition des mortiers à maçonner, et peut être aussi utilisée seule avec de l'eau, pour la peinture. Elle sert également en agriculture.
- Le ciment, introduit par Louis Vicat dans la première moitié du XIXe siècle, sera très utilisé par la suite en raison de ses grandes capacités mécaniques.
- Le plâtre.
Les mortiers
Le mortier est le mélange d'un liant et d'agrégats avec de l'eau. On distingue :
- Le mortier de terre. La terre utilisée en construction est celle qui se trouve à une profondeur variable en dessous de la couche végétale contenant des matières organiques. Cette terre est composée d'un liant (l'argile) et de sable. Il faut réaliser des tests afin de déterminer si la terre que l'on souhaite utiliser peut être utilisée telle quelle comme mortier ou s'il convient de lui ajouter du sable ou un autre liant.
- Le mortier de chaux est constitué de chaux, de sable et d'eau ; ou bien de chaux, de terre et d'eau. Il est utilisé pour maçonner, pour enduire, généralement associé à la pierre, à la brique, parfois au pisé.
- Le mortier de ciment est constitué de ciment, de sable et d'eau. Il est lui aussi utilisé pour bâtir et pour enduire, généralement avec des éléments de sa classe de résistance. Il est surtout utilisé pour monter des blocs de béton.
- Le mortier dit bâtard est constitué de chaux, de ciment, de sable et d'eau.
- La colle est un « mortier » récent, utilisé avec les briques à isolation répartie.
Les bétons
On appelle béton un matériau de construction composite fabriqué à partir de granulats (sable, gravillons) agglomérés par un liant :
- Le béton de terre. La terre utilisée en construction est un béton naturel puisqu'elle contient un liant et des granulats. Le béton de terre est le matériau à partir duquel on fabrique le pisé. On peut aussi faire des dalles en béton de terre, on en trouve chez de grands vignobles.
- Le béton de chaux est constitué de chaux, de sable, de gravier et d'eau. Il s'utilise moins de nos jours, toutefois une utilisation en monuments historiques n'est pas proscrite.
- Le béton de chanvre est constitué de chaux, de chanvre, de sable, et d'eau. On l'utilise comme isolant thermique et phonique en application murale, ou en dallage au sol. Ses avantages sont sa légèreté et son grand pouvoir isolant. Il peut, par exemple, s'utiliser en dalle isolante entre deux niveaux d'une habitation au même titre qu'une dalle allégée au polystyrène. Il est considéré comme écologique.
- Le béton de ciment est constitué de ciment, de sable, de gravier et d'eau. C'est le matériau le plus répandu dans le monde.
Les métiers
Un maçon en plein travail à Abidjan (Côte d'Ivoire)
Les travaux de maçonnerie ont été associés aux métiers suivants : carrier, tailleur de pierre, scieur de pierre, poseur, pinceur, coffreur, bardeur, enduiseur, façadier, maçon, plâtrier, corvoyeur, briqueteur, chaufournier, cimentier, etc.
Statique
La maçonnerie associe une grande rigidité à une grande fragilité.
Bien que la construction en maçonnerie ait été pratiquée depuis longtemps, le comportement exact des structures de maçonnerie est étudié seulement depuis quatre décennies et n'est pas encore prêt d'être compris complètement. La maçonnerie étant faite de deux matériaux différents non homogène elle présente un comportement non élastique et anisotrope typique. En conséquence, des formules empiriques ont été utilisées pour la conception de structures de maçonnerie. Il arrive que le mortier utilisé soit plus rigide que les unités de maçonnerie (brique,bloc, etc.), cependant, dans les pays occidentaux, l'unité de maçonnerie utilisée est généralement plus forte que le mortier. Le mortier est en grande partie responsable du comportement non linéaire de la maçonnerie. Par conséquent, la résistance de l'unité de maçonnerie, celle du mortier et son volume ont tous une influence sur la résistance de la maçonnerie2.
Le comportement mécanique des différents types de maçonnerie non armée est généralement caractérisé de manière semblable par une très faible résistance à la traction. Cette propriété est si importante qu'elle a déterminé la forme des constructions anciennes jusqu'au XIXe siècle. Pendant plus de dix mille ans, les structures de maçonnerie n'ont été utilisées qu'en compression, et c'est encore une pratique courante de nos jours, à moins d'utiliser une maçonnerie renforcée ou précontrainte. La résistance à la compression de la maçonnerie dans la direction perpendiculaire aux lits de joint a été dès lors considérée comme la propriété de matériau de structure seule pertinente, au moins jusqu'à l'introduction récente de méthodes de simulations informatiques, pour les structures en maçonnerie3.
La résistance à la compression uni-axiale conventionnelle de la maçonnerie dans la direction normale aux lits de joint est étudiée en testant en laboratoire des prismes, des portions de mur ou des pans entiers de murs. Le standard américain ASTM E447 suggère que la hauteur minimale de l'échantillon doit être de quinze pouces (38,1cm). Le spécimen du Comité européen de normalisation est volumineux et coûteux à exécuter, nécessitant de très grandes charges à la rupture, en particulier par rapport aux essais standard cube/cylindre pour le béton. Un test plus simple fréquemment utilisé pour obtenir la résistance à la compression uni-axiale verticale est une simple maçonnerie empilée (Stacked bond prism)2.
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Étude comparative (par photoélasticimétrie) de la diffusion de la contrainte dans un corps élastique (à gauche) et un modèle en maçonnerie (à droite). Une percolation de la tension très localisée est visible sur la droite.
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Fissuration d'un mur pour lequel le mortier est plus résistant que la brique.
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La machine Olsen, un géant de la compression à la rupture, a été utilisée dans les laboratoires du National Bureau of Standards (NBS) à Pittsburgh pour des essais de destruction des piles et autres colonnes de maçonnerie.
Notes et références
- A. Zucchini, P.B. Lourenco. Mechanics of masonry in compression: Results from a homogenisation approach. Lire en ligne [archive]
Voir aussi
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Articles connexes
Bibliographie
- Emmanuel Evilafo, Bâtir : Manuel de la construction, Lausanne, PPUR Presses polytechniques, , 1015 p. (ISBN 978-2-88074-835-7, lire en ligne [archive])
- Emmanuel Evilafo, Maçonnerie, pierres, briques, pierres artificielles, mortiers, torchis et pise, Desforges,
Liens externes
Couverture (construction)
Dans le domaine de la construction la couverture est le revêtement extérieur de la toiture d'un bâtiment. La couverture assure l'étanchéité à l'eau du bâti en canalisant les eaux pluviales et en les collectant. La toiture assure une protection mécanique contre des agents extérieurs divers (poussières, intrusions, etc.). Elle doit aussi résister aux contraintes mécaniques statiques de la neige et dynamiques des vents violents (pression et arrachement).
Considérée comme la cinquième façade du bâtiment, elle apporte aussi son cachet et contribue à l'esthétique de l'habitation.
Fonctions
La couverture est la partie extérieure du toit. Elle ne participe pas à la stabilité du bâtiment. Elle doit résister aux intempéries sous toutes ses formes (pluies, neige, grêle, vents), à l'environnement extérieur (milieu marin par exemple) et au poids du personnel d'entretien. Du faîtage au réseau d'assainissement, la couverture achemine les eaux de pluies par gravité et participe à l'étanchéité à l'eau.
Élément visible depuis l'extérieur, la couverture contribue à la valeur patrimoniale et architecturale de l'édifice.
Composition
Une couverture est composée, entre autres :
- d'un support de couverture (poutres, voliges, longerons, lattes, etc.),
- d'un écran de sous-toiture (membrane imperméable à l'eau, isolant thermique, etc.),
- des éléments de ventilation de la sous-toiture (évacuation de l'humidité et de la vapeur),
- de la couverture, revêtement extérieur visible (tuiles, ardoises, lauzes, etc.),
- des éléments garantissant l'étanchéité de la toiture à la pluie et son bon écoulement (arêtiers, noquets, éléments d'étanchéité des rives, etc.),
- d'un système de collecte (corniches) et d'évacuation des eaux pluviales (gouttières),
- de fenêtres de toit ou de puits de lumière.
Écran de sous-toiture
L'écran de sous-toiture est utilisé pour éviter la pénétration accidentelle d'eau de pluie ou de neige poudreuse, pour éviter les échanges convectifs avec l'isolant thermique et pour maîtriser la migration de la vapeur d'eau1. C'est un élément de la performance thermique du bâtiment2.
L'écran de sous-toiture est disposé entre la charpente et le support de la couverture. On distingue deux types d'écrans : les écrans rigides, généralement en bois comme les panneaux et les voliges, et les écrans souples de sous-toiture, réalisés en matériau bitumineux ou en matériau synthétique armé ou non1. Les écrans souples peuvent avoir une Haute Perméabilité à la Vapeur d’eau (HPV), ce qui a un impact sur la migration de la vapeur d'eau, et également sur la pose de l'isolation thermique2.
Support de couverture
Le support de couverture, fixé à la charpente, sert de support de fixation aux éléments de couverture. Il s'agit généralement d'un liteaunage ou d'un voligeage. Le liteaunage est un réseau de lattes de bois horizontales, de section carrée ou rectangulaire, appelées liteaux3. En cas de présence d'un écran de sous-toiture souple, des contre-liteaux sont interposés sous le liteaunage. Le voligeage est composé d'un platelage de voliges, qui sont des planches en bois4. Des solutions industrielles alternatives, en fibres ciment par exemple, existent. Certains éléments de couverture, comme le bac acier ou la lauze, ne nécessitent pas de support de couverture.
Ventilation
La ventilation des couverture assure une bonne conservation des bois constituant les combles et régule le taux d'hygrométrie en évitant la formation de condensation. On distingue deux systèmes de ventilation :
- le système à chatière, composé d'ouvertures ponctuelles (en général d'un passage de 1 dm2 de section) disposées de façon à forcer la circulation d'air. À cet effet on les dispose en bas des versants au vent dominant (en surpression) et en haut des versants sous le vent (partie en dépression).
- le système linéaire laisse passer l'air en bas de la couverture (à l'égout), le long des versants, et au faîtage. Il est obligatoire en zone montagneuse et a l'avantage, en cas de sous-toiture, d'homogénéiser la ventilation.
Les éléments de couverture
Technologiquement, deux types de poses se distinguent : la couverture en petits éléments et en grands éléments. Les couvertures en petits éléments (ardoises, tuiles, bardeaux…). Le principe d'étanchéité qui guide leur mise en œuvre est le recouvrement. Les couvertures en grands éléments sont les métaux en feuilles, les bacs métalliques ou plastiques profilés, les plaques ondulées en fibro-ciment… . Leurs principes d'étanchéité peut être le recouvrement mais aussi l'agrafage, l'apport de joint en élastomère, etc.
Certaines couvertures traditionnelles, comme le chaume ou les toitures végétales, n'entrent pas dans ces deux catégories.
Couverture en petits éléments
Les tuiles
Toit en tuiles vernissées des Hospices de Beaune
Les tuiles sont des plaquettes rigides, fabriqué par moulage ou pressage5. Les formes sont très variées selon les spécificités régionales ou l'emplacement sur le toit : plates, ondulés, cintrées, étrier6. Le matériau est souvent la terre cuite, mais cela peut être du béton, du verre ou du métal (zinc, acier...)5. Elles peuvent être posées sur liteaunage ou voligeage, voire sur des supports spécifiques pour tuiles.
Les tuiles en terre cuite représentent en France comme dans de nombreux pays, le premier matériau de couverture dans l'habitat. Les éléments sont constitués d'argile cuite à haute température. Les teintes obtenues dépendent de l'argile utilisée et du traitement de surface qui peut être appliqué au niveau de la finition.
Plusieurs types de tuiles, ayant chacune leur spécificité de pose relative à leur forme, existent comme la tuile canal, la tuile plate (avec des variantes régionales comme la tuile vernissée de Bourgogne ou la tuile alsacienne), la panne flamande ou encore la tuile à emboîtement.
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Tuiles de verre et de terre cuite en République tchèque.
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Tuiles en porcelaine au Portugal.
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Tuiles à emboîtement avec un dessin en forme de losange.
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Les ardoises
Les ardoises naturelles sont des éléments en pierre schisteuse très fine. Elles sont fabriquées à partir de schiste ardoisier, débité puis scié à la dimension voulue. Les formes des ardoises sont rectangulaires, arrondies, en ogive ou en losange. Une ardoise est imperméable, non poreuse, non gélive et résistante aux agents atmosphériques les plus agressifs.
Les ardoises en fibres-ciment sont des éléments préfabriqués en ciment pour ressembler à des ardoises naturelles. Elles peuvent être teintées dans la masse ou colorées en surface. Les premières ardoises en fibres-ciments contenaient de l'amiante.
L'implantation géographique des toitures en ardoise est liée à la richesse en schiste du sous-sol : Anjou, Bretagne, Ardennes, certaines parties des Pyrénées, du Massif Central pour la France. En Europe, les ardoises naturelles sont généralement originaires d'Espagne.
Les ardoises sont posés au crochet ou cloutée. Deux types de supports peuvent être mis en œuvre : les liteaux ou le voligeage (également appelé support continu).
Les bardeaux bitumineux
Pose collective de bardeaux bitumeux, États-Unis
Les bardeaux bitumeux, appelés aussi « shingles », sont constitués d'une armature de voile de verre ou de feutre cellulosique et d'un mélange de bitume et de granulats minéraux. Différentes formes sont disponibles : arrondies, rectangulaires, écailles. Ces produits se posent facilement sur des toitures à faible pente et sur des charpentes légères grâce à leur faible poids. Le type de pose le plus courant consiste à clouer les éléments sur un support continu, constitué de panneaux de particules ou d'un voligeage jointif.
Les tavaillons
Toit de tavaillons, Chablais
Toitures dites en écailles de bois, bardeaux ou tavaillons, … constituées de mélèze, de châtaignier ou de red cedar, elles représentent également une technique très ancienne que l'on retrouve encore en Franche-Comté, dans les Vosges ou en Savoie. De petits éléments de bois sont mis en œuvre par clouage, un peu à la manière des ardoises. Là encore, quelques artisans perpétuent et relancent cette technique que l'on rencontre plutôt en zone de montagne, mais aussi en plaine. Le bois utilisé, quasiment imputrescible, se teinte avec le temps pour se fondre dans des teintes gris-argent.
Les lauzes
On les trouve principalement dans le massif central, en Bourgogne, en Champagne et en Lorraine. Elles sont également de tradition dans les pays de montagne. D'un prix prohibitif, elles sont hélas souvent remplacées par des matériaux plus modernes. Mais on note malgré tout un retour, et le savoir-faire des couvreurs perdure. L'extraction de ces produits a malheureusement cessé dans de nombreuses régions. Un renouveau s'opère via des productions locales, des importations du Val d'Aoste en Italie pour les couvertures des Alpes, et enfin l'apparition depuis quelques années de produits industriels imitant la lauze. Tous ces produits, quelles que soient leur taille et leur origine, nécessitent des charpentes renforcées, et sont généralement mis en œuvre selon la technique de la double couverture.
Couvertures en grands éléments
On distingue deux types de matériaux:
- Les bacs autoportants en acier (ou en aluminium mais de moins en moins utilisé) posés directement sur la charpente.
- Les métaux en feuilles (zinc, cuivre), soutenus par un support continu.
Les toitures métalliques en feuille ont une excellente tenue dans le temps et une patine du meilleur effet. Le cuivre devient noir et se patine ou s'oxyde en vert par la suite. Le zinc, quant à lui, prend une couleur cendrée platine très appréciée. Facile à mettre en forme, à plier et à souder, le zinc comme le cuivre s'adaptent aux mises en œuvre les plus complexes.
- Mise en œuvre des métaux en feuilles
Le support est constitué d'un voligeage jointif (espacement des voliges 5 mm) ou d'un support continu (contreplaqué ou aggloméré) recouvert d'un film à picots permettant la circulation d'air entre le support et les éléments métalliques.
Les éléments façonnés à la demande sont disposés parallèlement à la ligne de plus grande pente et raccordés par agrafage (système à joint de bout) ou reliefs + couvre-joint (système à tasseaux). Les jonctions non parallèles à la ligne de plus grande pente sont réalisées différemment en fonction de la pente du versant. Les jonctions doivent assurer l'étanchéité, la libre dilatation et la fixation des éléments. La largeur des feuilles est déterminées par l'exposition au vent.
- Les bacs acier
Appelées aussi couvertures autoportantes (absence de support continu) elles sont réservées à l'origine aux bâtiments industriels, et trouvent quelques applications dans l'habitat, en particulier en montagne, grâce à leurs qualités d'économie, de résistance au gel et de fiabilité. Ces produits réalisés en tôles galvanisées, laquées et nervurées, sont également disponibles dans une gamme importante de coloris. Ces couvertures sont particulièrement employées dans les pays soumis aux forts vents et cyclones tropicaux, comme les Caraïbes et de l’Océan Indien (La Réunion, île Maurice, …). Le nervurage important de ces éléments élimine le chevronnage et la fixation se fait par tirefond et rondelle d’étanchéité à la partie supérieure de la jointure de deux plaques. Le bac acier est couramment vendu en longueur maxi de 12 mètres, adaptable à la demande, et en largeur de 0,6 à 1,1 mètre. La portée de ces produits dépend de la profondeur des nervures, de l'épaisseur de la tôle ainsi que des contraintes climatiques à prendre en compte, elle peut aller de 2 mètres à 7 mètres et plus. Pour résoudre les problèmes de condensation dus aux différences de températures intérieures et extérieures, ainsi que les problèmes acoustiques, des bacs acier sont proposés en double peau avec une isolation interne.
Panneaux pour couverture
Les formes les plus connues sont les tôles ondulées en acier galvanisé, en fibre de verre ou en matière synthétique bitumée. Très légères et peu coûteuses, ces plaques sont d’une application très aisée par simple vissage (tirefond) ou clouage sur chevron. D’autres plaques, plus récentes, reproduisent une ou plusieurs rangées de tuiles, avec des teintes qui se rapprochent, selon les régions, de la tuile ou de l'ardoise. Rapides à poser, ces plaques ont surtout l'avantage d'être très économiques. Ces plaques existent en acier électrozingué, galvanisé avec revêtement peinture et aussi matière synthétique, généralement dans des dimensions plus ou moins standards de 1 mètre de largeur sur 2 mètres de longueur. Ces différentes plaques moulées existent aussi en matières translucides selon les mêmes dimensions et peuvent être intercalées sur une couverture opaque sans aucun problème.
Autres types de toitures
Le chaume
Encore très présent il y a cinquante ans sur des bâtiments ruraux de plusieurs régions françaises, notamment en Normandie, en Camargue, le chaume avait quasiment disparu par manque de spécialistes. Ils sont à nouveau quelques dizaines à travers le territoire à pratiquer la pose de ce type de couverture prévue pour durer 30 à 50 ans, lorsqu'elle est mise en œuvre dans les règles de l'art. On utilise du roseau séché, serré en gerbes compactes pour ne pas laisser passer l'eau.
Les toitures végétales
Toiture à base de sédums, eco-quartier d'
Eva Lanxmeer, Pays-Bas
Existants depuis plusieurs milliers d'années, utilisés par quelques pionniers aux États-Unis, ces couvertures destinées à des toits de faible pente ont fait un retour dans le nord de l'Europe depuis les années 1970, et commencent à s'implanter dans les pays latins. Particulièrement propices à l'absorption des chocs thermiques, ils sont privilégiés pour leur esthétique et leurs impacts écologiques : effets d'atténuation des pics de chaleur urbaine, zones-tampons lors de chutes de pluie, meilleure hygrométrie de l'habitation, absorption de CO2. Leur mise en œuvre présente un faible surcoût par rapport à des toitures plus classiques, et ils présentent l'avantage d'offrir une meilleure étanchéité.
Couverture transparente de verre
Verrière du Grand Palais (Paris)
Construites pour amener de la lumière, la chaleur du soleil, ces couvertures appelées plus communément verrières sont devenues très en vogue, dès le XVe siècle sous la Renaissance italienne puis en Europe, pour vitrer les arcades des Orangeries des grandes domaines royaux puis les serres d’agréments au XIXe siècle. C’est aussi à cette époque que ce genre de couverture vit le jour pour protéger les halls de gares ferroviaires, de grands hôtels, d'exposition et musées, des grands magasins, les passages en galerie marchande et quelques grands palais (Palais du Reichstag, Grand Palais (Paris), etc.) ; le tout sur une superbe architecture métallique, le tout classé Monument historique.
Le matériau employé au début était le verre à vitre simple, connu des Romains mais fut peu répandu dans l’architecture civile jusqu’au XVe siècle. L’évolution des techniques allant vers des vitres « sandwich » composées de deux feuilles de verre collées sur un film synthétique améliora la résistance mécanique, la sécurité et permit de plus grandes surfaces vitrées. L’emploi de verre avec trame centrale métallique (sheds des toits d’usine), de verre organique, de résine comme pour les plaques en polycarbonate très répandues pour la couverture de Véranda par leur légèreté, leur pouvoir d’isolation et leur résistance aux chocs. Les techniques modernes et l’emploi de verre synthétique permettent d’élaborer des vitres teintées, opaques, cintrées, sur mesure, etc. L’aération des locaux peut être assurée par la mise en place de panneaux translucides sur les couvertures (Vasistas).
Collecte des eaux pluviales
Les récepteurs d'eaux pluviales
Les récepteurs d'eaux pluviales7 sont de deux types. Les gouttières (profilés commerciaux) et les chéneaux fabriqués à la demande en fonction d'un support préexistant.
Ils sont caractérisés par leur potentiel d'évacuation (débit en l/s) qui sera fonction de :
- leur pente, (minimum 0,005 m/m) ;
- de leur forme ;
- de leur section en cm² (en basse pente pour les chéneaux à développement variable) ;
- de la surface projetée des versants qu'ils desservent.
Le débit maximum admis étant de 3 l/min/m² (surface projetée). Leur raccord au réseau d'assainissement se fait par des tuyaux de descentes E.P. (eaux pluviales) cylindriques de différents diamètres ou carrés/rectangulaires de différentes sections (cm²). On considère que 1 cm2 de section évacue 1 m2 de surface au sol dans le cas d'un raccord cylindrique au récepteur. Dans le cas d'un raccord tronconique (entonnoir) cette valeur est ramenée à 0,7 cm2/m2. La capacité des ouvrages recueillant les eaux pluviales sera calculé en fonction de la projection au sol en m2 des versants considérés.
Ces ouvrages sont couramment appelés zingage ou zinguerie et sont du ressort du couvreur, du plombier ou du plombier-zingueur.
Technique de construction
Deux lignes de constructions sont cependant communes à toutes les techniques de pose :
- La ligne de niveau ;
- La ligne de plus grande pente (chemin que suit l'eau par gravité sur un versant).
Elles sont perpendiculaires. Les éléments d'une couverture seront toujours disposés selon ces lignes qui serviront aussi de base à tous les tracés de mise en œuvre.
Les rives
Les rives sont les lignes qui déterminent les limites géométriques d'un versant. Elles peuvent être intégrées au versant (passage de cheminée, fenêtre de toit, ventilation), à la jonction de deux versants ou à la limite d'une construction. On les classe et on les traite de différentes façons selon leur orientation par rapport à la ligne de plus grande pente.
- Les rives que l'eau suit ou rives droites parallèles à la ligne de plus grande pente
- Les rives que l'eau fuit (faîtages, arêtiers) formant un angle aigu avec la ligne de niveau.
- Les rives qui reçoivent l'eau (égouts, noues, rives biaises) formant un angle obtus avec la ligne de niveau.
Problèmes inhérents à l'étanchéité, à la durabilité et à la résistance des couvertures
L'un des problèmes majeurs à résoudre dans l'établissement des règles de mise en œuvre est la capillarité (remonté d'eau) entre les éléments. Il est déterminant dans le choix d'un type de jonction ou de la valeur du recouvrement. Les phénomènes dus à l'action du vent, surpression et dépression, les surcharges statiques (neige, glace) influent les supports et fixations. La condensation, l’incompatibilité électrochimique entre métaux ou entre métaux et matériaux (essences spécifiques de bois ou béton) compromettent la durabilité des ouvrages.
Couvreur
Une des grandes difficultés du métier de couvreur réside dans la façon de réaliser ces ouvrages selon qu'ils se trouvent à la jonction de versants ou pas.
Le travail du couvreur consiste donc :
- À choisir un matériau
- À choisir une technique de pose
- Tracer l'emplacement de chaque élément
- Façonner les matériaux
- Les mettre en place en respectant les règles d'étanchéité, de fixation et éventuellement de dilatation.
Critères de choix
Le choix d'un matériau se fait en fonction de multiples critères. Dans la majorité des cas, les collectivités territoriales imposent des types de toitures, en fonction des contraintes architecturales ou environnementales.
Le choix d'un matériau et/ou la réalisation d'une technique de pose se fera en fonction :
- De la pente du versant en % ou °
- De la projection au sol du versant considéré en m
- De sa situation géographique (zone climatique définie par les cartes prenant en compte la concomitance pluie/vent ou zone montagneuse, etc.)
- De sa situation géographique locale (site climatique)
- Des contraintes mécaniques neige et vent (règles et carte NV 65)
- Des contraintes environnementales locales (esthétiques, architecturales…)
- Trois zones climatiques
- La zone I, est constituée par tout l'intérieur du pays, par la côte méditerranéenne, et pour les altitudes inférieures à 200 m.
- La zone II, réunit la côte atlantique sur 20 km de profondeur et les altitudes comprises entre 200 et 500 m.
- La zone III, inclut la côte atlantique, de la Manche et de la Mer du Nord sur une profondeur de 20 km et les altitudes supérieures à 500 m.
- Trois situations
L'emplacement du bâtiment par rapport à l'environnement se superpose à la zone climatique.
- Un site protégé correspond à une construction dans le creux d'une cuvette entourée de collines sur tout le pourtour et ainsi protégée du vent.
- Un site normal, c'est une plaine ou un plateau présentant des dénivellations peu importantes.
- Un site est dit exposé lorsque les habitations sont sur le littoral jusqu'à une profondeur d'environ 5 km, sur le sommet des falaises, dans les estuaires ou baies encaissées et, à l'intérieur du pays, dans les vallées étroites et ventées, sur les montagnes isolées ou élevées.
Couverture en altitude
Les bâtiments de montagne (au-dessus de 900 m) d'altitude, nécessitent une « double toiture » composée de plusieurs couches. Les grandes différences de température extérieure/intérieure et nuit/jour provoquent des phénomènes de point de rosée (Condensation) et de gel/dégèle préjudiciable à la conservation des bâtiments.
- La condensation intérieure, souvent invisible, détériore les revêtements, provoque l’apparition de moisissures. Elle est le résultat de la faible température de l’intérieur des parois associée à un taux d'hygrométrie élevé.
- Le gel/dégel provoque la formation de stalactites extrêmement lourds à l'égout des versants, dangereux pour les passants et destructeurs pour les matériaux . Le phénomène est simple : chauffé par en dessous, la neige fond, coule entre le versant et la couche neigeuse puis regèle en passant sur les débordements de toiture à l'air libre donc froids. Des tonnes de glace peuvent ainsi s’accumuler.
La « double toiture » est le moyen le plus efficace pour contrer ces inconvénients. Le complexe :
- Un pare vapeur est disposé au plafond des pièces en sous-pente. Faisant barrage à la vapeur, il évite que celle-ci s’invite dans l'isolant et ne condense à l’intérieur de celui-ci.
- Au-dessus, l'isolant thermique évite l'abaissement de la température de la paroi. réduisant le risque de condensation intérieure.
- L'isolant est ensuite revêtu d'une étanchéité afin de le protéger des condensats de la couverture.
- Une lame d'air circule entre l'étanchéité et les éléments de toiture. Elle doit être à la température extérieure afin d'éviter le dégel/regèle. On mettra en œuvre dans de cas une ventilation linéaire "égout faitage".
- Enfin la couverture proprement dite est réalisée.
Dans l'ordre :
- Chevrons
- Isolant mince
- Contre latte
- Volige de 27 mm
- Cabrons
- Isolant goudronné
- Contre latte traitée autoclave
- Basting 4*10 traité autoclave
- Bac-acier non feutré tirfonné dans bac-acier + "arrêts de neige"
Règles et techniques de mise en œuvre
La conception et la réalisation des couvertures sont soumises aux règles de l'art, aux normes et avis techniques des organismes officiels ainsi qu'aux conseils de mise en œuvre des fabricants.
En France
La conception et la réalisation des couvertures sont soumises aux règles des DTU dans la série 40. En absence de normes officielles, les avis techniques (ATec) sont pris en compte.
- DTU 40.11 Couverture en ardoise
- DTU 40.13 Couverture en ardoises en fibres-ciment
- DTU 40.21 Couvertures en tuiles de terre cuite à emboîtement ou à glissement à relief
- DTU 40.211 Couvertures en tuiles de terre cuite à emboîtement à pureau plat
- DTU 40.22 Couverture en tuiles canal de terre cuite
- DTU 40.23 Couvertures en tuiles plates de terre cuite
- DTU 40.24 Couverture en tuiles en béton à glissement et à emboîtement longitudinal
- DTU 40.241 Couvertures en tuiles planes en béton à glissement et à emboîtement longitudinal
- DTU 40.25 Couverture en tuiles plates en béton
- DTU 40.35 Couverture en plaques nervurées issues de tôles d’acier revêtues
- DTU 40.36 Couverture en plaques en aluminium pré-laqué ou non
- DTU 40.41 Couvertures par éléments métalliques en feuilles et longues feuilles en zinc.
- DTU 40.44 Couvertures par éléments métalliques en feuilles et longues feuilles en acier inoxydable
- DTU 40.45 Couvertures par éléments métalliques en feuilles et longues feuilles de cuivre
- DTU 40.46 Travaux de couverture en plomb sur support continu
- DTU 40.5 Travaux d’évacuation des eaux pluviales
Le vocabulaire du couvreur
Aux termes techniques de pose employés par le couvreur s'ajoutent des appellations de tuile à sceller ou à emboîtement qui servent à la finition, à la décoration et à l'étanchéité des toitures. Voici le vocabulaire principal pour mieux comprendre le langage de l'architecte, du constructeur ou du couvreur.
- Arêtier : ligne saillante formée par l'intersection de deux pans de toiture.
- Brisis : c'est la partie inférieure d'une toiture en combles à la Mansart.
- Cabrons : sur-chevrons de bois de profil trapézoïdal qui permet la création d'ondes sous revêtement souple. (expl : rouleau de goudron)
- Chanlatte : latte de bois biseautée, clouée sur les chevrons en rive d'égout de la toiture qui compense l'épaisseur de tuile qui manque au premier rang (le basculement). Elle peut être remplacée par un double liteau.
- Chatière : Éléments métallique ou de terre cuite destiné à la ventilation de la couverture et des combles.
- Coffine : (ou cofine) tuile ou ardoise cintrée dans le sens de la largeur.
- Doublis : double rang de tuiles ou ardoise, posé sur la chanlatte, qui compose la rive d'égout de la toiture. Appelé aussi battellement.
- Égout : bord inférieur d'un versant équipé souvent d'une gouttière.
- Faîtière : tuile demi-ronde ou angulaire qui recouvre la panne (poutre) horizontale, dite «faîtière», placée à la jonction des deux versants d'une toiture.
- Joint debout : technique de couverture des toits et façade en revêtement metallique étanche.
- Gambardière : tuile cintrée en creux dans le sens de la largeur.
- Gauche : tuile incurvée en longueur sur son bord gauche, dite "gauche à gauche" ou droit, dite "gauche à droite".
- Gironnée : tuile trapézoïdale pour la réalisation de tourelles, de tour ou de dôme.
- Lanterne : chapeau de ventilation qui finit une prise d'air, un évent…
- Liteau : baguette de bois clouée sur les chevrons qui reçoit les ergots de la tuile, communément appelé « latte à tuile ».
- Noue : arête rentrante entre deux pans de toiture.
- Pendante : tuile cintrée dans le sens de la longueur.
- Poinçon : élément de terre cuite décoratif qui couronne le point de rencontre d'un faîtage et des arêtiers, des arêtiers entre eux s'il n'y a pas de faîtage, ou le sommet d'un comble conique.
- Pureau : partie visible de la tuile ou de l'ardoise qui est entièrement mouillée par l'eau de pluie. Il correspond à l'espacement des liteaux.
- Rive : l'extrémité du toit côté pignon.
Articles connexes
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Bibliographie
Notes et références
- AQC, « Écran de sous-toiture : désordres possibles d’infiltration » [archive], sur https://qualiteconstruction.com/ [archive], (consulté le )
- AQC, « Maîtriser la migration de la vapeur d'eau dans les parois en rénovation » [archive], sur https://qualiteconstruction.com/ [archive], (consulté le )
- « liteaunage n.m. » [archive], sur https://www.dicobatonline.fr/ [archive], DICOBAT Obnline (consulté le )
- « voligeage n.m. » [archive], sur https://www.dicobatonline.fr/ [archive], DICOBAT Obnline (consulté le )
- « tuile n.f. » [archive], sur https://www.dicobatonline.fr/ [archive], DICOBAT Obnline (consulté le )
- Iwao Seiichi, Iyanaga Teizō, Ishii Susumu, Yoshida Shōichirō, Fujimura Jun'ichirō, Fujimura Michio, Yoshikawa Itsuji, Akiyama Terukazu, Iyanaga Shōkichi, Matsubara Hideichi, Dictionnaire historique du Japon - entrée « Kawara », (lire en ligne [archive]), p. 36
- Encadrés par la norme française DTU 40.05
Ravalement de façade
Mise en place de l'échafaudage ci-dessus
Le ravalement de façade est un « travail consistant à remettre à neuf le parement d'un ouvrage de maçonnerie en procédant de haut en bas; résultat de ce travail »1.
Le ravalement de façade demande des outils précis et un savoir-faire. Il est donc réalisé par des entreprises spécialisées dans la rénovation et le ravalement de façade. Des certifications existent dans le milieu du bâtiment quant à ce type précis de travaux, telles que la certification Qualibat en France.
Un ravalement de façade est plus qu'un simple nettoyage. Cette opération de rénovation va aussi servir à traiter et réparer pour conserver un équilibre durable du bâtiment ainsi qu'une bonne isolation thermique2.
Formation(s)
Le spécialiste de la rénovation de façade est le façadier. Ce dernier a pour mission de protéger, isoler et imperméabiliser l'extérieur de nos habitations3.
En France, ce métier est accessible après des formations préparant des CAP ou des bac pro du bâtiment et des travaux publics4 :
- Certificat d'aptitude professionnelle (CAP) maçon (2 ans après la 3e)
- CAP plâtrier-plaquiste
- CAP peintre, applicateur de revêtements
- CAP carreleur-mosaïste
- CAP étancheur du bâtiment et des travaux publics
- Brevet professionnel (BP) maçon
- BP plâtrerie et plaque
- BP peinture et revêtement
- Bac pro aménagement et finition du bâtiment (3 ans après la 3e)
- MC plaquiste
- MC peinture décoration
- BTS aménagement-finition (bac+2)
Loi et réglementation françaises
Les articles L132-1 à L132-5 du Code de la construction et de l'habitation [archive] imposent au propriétaire d'un immeuble de maintenir la façade de son bien en bon état de propreté. Aucun délai n'est toutefois prévu pour procéder à un ravalement de façade, sauf dans certaines communes où il est obligatoire tous les 10 ans5.
Chaque commune applique ce texte selon sa propre interprétation. L'article L152-11 du Code de la construction et de l'habitation [archive] dispose que le propriétaire qui n'exécute pas un ravalement après injonction du maire risque une amende de 3 750 €.
Aide(s) Fiscale(s) en France
Le ravalement de façade peut faire l'objet d'aide fiscales6. Parmi les acteurs, l'Agence nationale de l'habitat (ANAH) propose des subventions. Des aides peuvent aussi être proposée par des communes ou des collectivités territoriales. Enfin la Direction départementale de l'équipement (DDE) peut aussi proposer des aides7.
Conditions de l’obtention de l’aide de l’ANAH
L’ANAH [archive] ne peut aider que les propriétaires, le syndic et les locataires. Les logements doivent être occupés ou loués plus de 15 ans à la date de l’octroi de la subvention. L’ANAH analyse également les ressources. Les travaux doivent être réalisés par des professionnels du bâtiment. Les travaux ne devront être entrepris qu’après l’accord de l’ANAH. Les logements doivent être occupés et loués pendant 9 mois. Durant les 10 années précédentes, le logement ne devra pas avoir reçu d’aide de l’État8.
Le crédit d’impôt
Le ravalement de façade permet une amélioration de l'isolation par l’extérieur9. Concernant l’isolation thermique par l’extérieur, le crédit d’impôt est de 15% de déduction fiscale10.
Matériaux de façade
On retrouve principalement quatre matériaux sur les façades de maison: la brique, le béton, la pierre et le bois.
Ravalement de Façade en brique11
Les briques anciennes sont gélives, provoquant effritement et éclatement lors de périodes de gel. Le ravalement d'une façade en brique ne doit pas user de ciment ou matériaux rendant le mur étanche. La façade doit respirer. Pour les façades en brique il est donc préférable d'utiliser un enduit ayant des propriétés respirantes tel que les enduits à base de chaux faiblement hydraulique ou bien de chaux aérienne.
Ravalement de façade en bois12
On trouve deux types de bardage pour les façades en bois : massif ou reconstitué. Le ravalement d'une façade en bois s'opère simplement par une première étape qui consiste à poncer et décaper afin de repartir sur une base propre afin d'appliquer une finition microporeuse type lasure ou peinture. Sur les façades en bois il faudra surveiller que ce dernier n'est pas attaqué par des parasites auquel cas un traitement insecticide est nécessaire.
Ravalement de façade en béton13
Pour opérer le ravalement d'une façade en béton il faut utiliser des enduits industriels adapté aux supports dur. Lorsque la façade béton présente des imperfections on peut utiliser un enduit épais à semi-épais afin de cacher les imperfections et réparer la surface.
Ravalement de façade en pierre14
Le ravalement d'une façade en pierre est plus complexe et demandes des compétences en maçonnerie notamment lorsqu'il est nécessaire de refaire le parement. Lorsque la façade est réalisée avec des pierres de taille elle ne nécessite pas d'enduit mais l'application d'un hydrofuge. Sinon il suffit d'utiliser un enduit protecteur type chaux.
Types de revêtements15
Les peintures
- Peinture pliolite.
- Peinture acrylique.
- Peinture minérales.
Enduit hydraulique mono-couche
Plus communément appelés crépis : ces enduits sont souvent utilisés dans le neuf.
- Enduit projeté.
- Enduit écrasé.
- Enduit gratté.
- Enduit taloché.
Les résines
Isolation Thermique par l’Extérieur (ITE)
- Polystyrène.
- Laine de roche.
Types de pathologie de façade
On appelle pathologie de façade16 un état qui provoque la nécessité d'un ravalement. On retrouve dans les pathologies sans dégradation du support :
Avec dégradations du support :
Les machines à utiliser
Pour ce type de travaux, vous pouvez louer du matériel de chantier. Le ravalement de façade nécessite des engins tels que : des camions nacelles, des nacelles araignées, des nacelles articulées ou encore des nacelles télescopiques...
Grâce à une nacelle élévatrice, vous pourrez travailler en hauteur en toute sécurité et réaliser votre ravalement de façade.
Notes et références
- « RAVALEMENT : Définition de RAVALEMENT » [archive], sur www.cnrtl.fr (consulté le )
- « Comment ça marche : l’isolation des murs par l’extérieur » [archive], sur LeMoniteur.fr
- « Nouveau métier de façadier » [archive], sur Onisep.fr
- « Façadier : Études et Métier » [archive], sur CIDJ
- « À quelle fréquence doit être réalisé le ravalement de façade d'un immeuble ? » [archive], sur Service-Public.fr
- « Ravalement de façade: les aides fiscales » [archive], sur LeBonPeintre
- « Aides rénovations » [archive], sur renovation-info-service.gouv.fr
- « ANAH : Vos droits » [archive], sur Service-Public.fr
- « L'isolation thermique extérieure » [archive], sur GDF Suez
- « Crédit d'impôt pour la transition énergétique » [archive], sur Impots.gouv.fr
- « Ravalement d'une façade en brique: les différentes étapes » [archive], sur Youtube.fr
- « Entretenir une façade en bois » [archive], sur CoteMaison.fr
- « Quel ravalement pour des façades en béton? » [archive], sur travaux.info (consulté le )
- « Rénovation de Façade en Pierre » [archive], sur Mairie de Paris
- Eldotravo, « Ravalement de façade : prix, déroulement, intérêt, pièges à éviter » [archive], sur www.eldotravo.fr (consulté le )
- Philippe Philipparie, La pathologie des façades : Diagnostic, réparations et prévention, Marne-la-Vallée/Paris, Eyrolles, , 174 p. (ISBN 978-2-86891-454-5)
- L'encrassement est un dépôt sec très fin de particules exogènes aéroportées (par ex. poussières, suies) donnant un aspect sale à la surface de pierre. Il se distingue des coulures, dépôts dus à des particules transportées par l'eau et des souillures (taches, graffitis, sels, oxydes divers…) qui pénètrent dans les matériaux tels que les granites, les grès et les briques.
- Philippe Bromblet, Mémento sur les altérations de la pierre, CICRP, , p. 4
Voir aussi
Articles connexes
Bibliographie
- Collectif, Le ravalement de façade, CSTB, 2014 (ISBN 2868916155)
- François Virolleaud et Maurice Laurent, Le Ravalement, Le Moniteur, 2011 (ISBN 9461612427)
Liens externes
Peintre en bâtiment
Pour les articles homonymes, voir Peintre.
Présentation
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Peintre en bâtiment
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Un peintre en bâtiment est la personne responsable de l'application des peintures sur un bâtiment. Il habille les murs et les plafonds, maîtrise l’art de la finition et assure l'entretien des habitations.Le peintre en bâtiment doit reconnaître et savoir préparer tout type de support tel que le béton, le plâtre, le bois, la brique, le métal afin d'obtenir la finition demandée. Les diverses préparations permettront de rendre le support propre, sain, lisse avec une surface plane, et apte à recevoir la peinture de finition. Le peintre en bâtiment est le plus souvent le dernier ouvrier à intervenir sur un chantier, seul ou en équipe selon la taille des travaux à effectuer. Il peut travailler autant sur des chantiers de rénovation que sur des chantiers de construction neuve.Formation
En France
Dans un Centre de formation d'apprentis on peut obtenir le CAP et le BP. Le diplôme du BP est accessible en deux ans après un CAP. Il permet d'entrer rapidement dans la vie active et d'approfondir ses connaissances en produits décoratifs tel que les patines, glacis, faux bois, faux marbre, etc. Il est nécessaire de l'obtenir afin de pouvoir créer son entreprise. Ce diplôme représente donc un double avantage, d'une part une haute qualification dans le domaine souhaité, et d'autre part la possibilité d'ouvrir un commerce1. La durée d'apprentissage pour obtenir le CAP varie de un à trois ans. L'alternance permet à la fois de commencer le travail en entreprise et d'étudier le métier souhaité à l'école. À la suite de ce diplôme, on peut poursuivre sur un BP qui dure deux ans2.
Dans un LP (lycée professionnel), un CAP se déroule sur deux ans, avec quatorze semaines de stage appelé formation en milieu professionnel. On peut également choisir de faire une mention complémentaire de 1 an en alternance qui nous apprend la plâtrerie ou la décoration.
On peut aussi, à la suite d'une ré-orientation professionnelle, faire un stage de formation dans un centre AFPA. En 1989, cette formation durait environ 8 mois (39 h/semaine) et en plus de la peinture, incluait une formation de solier-moquettiste et la vitrerie. Le diplôme obtenu est une équivalence du CAP de peintre en bâtiment, assez appréciée par les artisans ou les entreprises.
En Suisse
Formation de base
C'est une formation duale, qui s'effectue essentiellement au sein d'entreprises (maître d'apprentissage) qui sont agréées par les autorités compétentes. L'apprentissage dure trois ans. Les apprentis effectuent un jour de cours théorique hebdomadaire dans un centre d'enseignement professionnel. Les cours théoriques sont organisés et mis sur pied par l’État. La formation est complétée par des cours pratiques dans une école professionnelle, entre 24 et 40 jours selon les cantons, répartie en trois ans. Ces cours durent environ deux semaines par année de pratique. Ils sont organisées et mis sur pied par les associations professionnelles.
Au terme de la formation de trois ans, les apprentis sont évalués par un examen de trois jours pour la partie pratique et de un jour pour la partie théorique, durant lesquels ils effectuent divers travaux représentatifs du métier. Ces examens sont mis sur pied conjointement par l'État et les associations professionnelles.
Les apprentis qui terminent leurs formations avec succès se voient délivrer un CFC (certificat fédéral de capacité).
Formations supérieures
Ce sont des formations par modules pour l'obtention de divers titres, à savoir : un certificat de chef d'équipe, un brevet de contremaître et un diplôme de maître peintre.
Le module de chef d'équipe et de contremaître sont essentiellement basés sur la pratique avec quelques cours théoriques. Le module de maîtrise est essentiellement basé sur la théorie et la conduite d'entreprise.
Au Québec (Canada)
Cours de 900 heures dans une école de métier. Il y a 3 écoles accréditées au Québec :
- Montréal : E.M.C.M3
- Québec : E.M.O.I.C.Q4
- Jonquière : C.F.P. Jonquière
Dans la province du Québec, il faut obligatoirement être détenteur d'un permis de la RBQ pour avoir le droit de peindre des immeubles commerciaux, sans quoi le peintre en question peut recevoir une amende. Ce permis n'est pas obligatoire pour peindre des résidences.
Les différents types d'outils et leur utilisation
Brosses
Les brosses et les pinceaux se composent d'un manche en bois dur, protégé par un vernis résistant, et de poils en soie unis par une bague métallique appelée virole. Elles peuvent être rondes ou plates et sont de divers diamètres qui sont généralement indiqués sur la virole ou sur le manche. Les plus utilisés sont de grandeur 2 1/2 pouces et 3 pouces. Il y a d'autres grandeurs comme de 1/2 pouces à 4 pouces. On utilise principalement les brosses à rechampir (pointues) ou les brosses pouces selon le travail à effectuer. Quant aux brosses plates, leur diamètre varie selon leur largeur. Tous ces outils servent aussi bien pour appliquer la couche de fond que la couche de finition. Ils sont aussi utiles pour passer les vernis et les lasures.
Pour appliquer la peinture sur les surfaces planes, les menuiseries (portes, volets…) ou dans les angles d'une pièce la brosse pouce est la mieux adaptée. En revanche, en ce qui concerne les surfaces étroites et les coins (bordures, fenêtres…) la brosse à rechampir est nécessaire. Les brosses coudés, plus communément appelées brosses radiateurs, servent à peindre les surfaces difficiles d'accès comme les radiateurs et les tuyaux. Quant aux spalters, ils sont utilisés afin de lisser les différentes laques, étaler et mélanger les peintures ainsi que les couleurs sur les supports, et sont très appréciés pour réaliser des effets de matières.
Couteaux à enduire et reboucher
Ces couteaux, ou lames, sont souvent utilisés par le peintre. C'est avec ces outils qu'il va pouvoir rendre lisse (donc sans défaut), reboucher les trous et les fissures d'un support. Il en existe de différentes tailles. Le choix du couteau se décide donc selon le support et le matériau utilisé. Il faut choisir de préférence en acier inoxydable car ils sont très souvent en contact avec les enduits à l'eau et le plâtre. Le couteau est, par conséquent, l'un des outils que le peintre doit le mieux entretenir.
Rouleaux
Il existe différentes sortes de rouleau : en mousse, en laine, à poil court, à poil long, à poil ras, etc. Il y a de nombreux types de rouleaux en fonction de la finition et du produit; méché, frisé, texturé, microfibre, mousse, en polyamide, en polyester... On se sert des rouleaux à poil long pour encoller les murs lors de la pose de toile de verre, lors de peinture sur toile de verre, car les poils longs permettent de garnir la toile. On s'en sert pour peindre le crépi, et en général pour tous les supports fortement structurés. Les rouleaux à poils courts servent pour repeindre un support lisse. Les rouleaux en mousse, ou laqueur, servent beaucoup pour peindre les portes, volets, portails (tous les supports demandant un film de peinture très tendu et très fin). Pour peindre les portes, les fenêtres, les plinthes ainsi que les accès difficiles, la patte de lapin (long manche surmonté d'un petit rouleau) est très utilisée. De manière générale, tous ces rouleaux servent à couvrir des grandes ou petites surfaces, tout en étendant de façon régulière et uniforme la peinture.
Il est nécessaire également de disposer d'un camion, récipient dans lequel on met la peinture, et d'une grille d'essorage, pour égoutter le rouleau, afin de ne pas salir et de bien réaliser le travail à effectuer.
Papier de verre
Le papier de verre sert à polir les surfaces de divers matériaux comme le bois, le métal… Il existe différents grains : 40, 80, 150, 240, 600… Attention : plus le nombre est grand, plus le grain est fin. Il faut donc l'utiliser en fonction du support à poncer, et ne pas le mouiller car c'est un matériau abrasif sec. Pour plus de rapidité et d'efficacité, le peintre peut utiliser une ponceuse girafe (ponceuse électrique avec papier de verre situé sur la tête) pour préparer des surfaces avant de tapisser ou de peindre, toujours dans le même but : obtenir une surface lisse, sans défaut. Cette machine, grâce à son long manche, peut facilement atteindre les plafonds.
Pistolets pulvérisateur
Les pulvérisateurs (projette un mélange air/peinture), les airless (aspire la peinture et la projette sans air) servent en peinture en général pour des finitions très soignées ou lorsque le professionnel à une très grande surface à peindre. Et les « bringues » servent à décoller le papier peint collé sur la tête des gens.
Perche extensible
Les perches extensible mesurent entre 1 mètre et 3 mètres et permettent de peindre de grands murs ou de haut plafonds.
Outil de préparation de surface
Pour le métal, il y a plusieurs outils comme : le jet abrasif. On peut aussi utiliser de l'eau sous pression (3 000 psi à 25 000 psi). Pour les murs de plâtre, on utilise des truelles, spatules et porte mortier. On utilise aussi du papier de verre pour poncer les surfaces. On se sert d'une girafe (ponceuse électrique ronde avec un grand manche) et d'un girafon (manuel attribué d'une perche pour faire les hauteurs) sur lesquels on scratch des papiers de verres ronds. Il existe aussi des petites ponceuses (rondes, rectangle et triangle) pour les petites surfaces et les angles (portes, fenêtres, etc.).
Finition
Dans le métier de peintre en bâtiment, il est nécessaire de connaître l'état de finition que souhaite le client avant d'entreprendre les travaux de peinture. C'est le choix du client qui déterminera les tâches que le peintre devra effectuer sur les subjectiles.
Classement des finitions
Il existe divers états de finition, qui sont répartis en quatre catégories : la finition A, B, C, et ce que l'on appelle la finition spécifique :
- La finition A est la finition la plus soignée, la plus aboutie. Elle tolère de légers défauts de planéité et d'aspect mais, elle exige un réchampissage régulier et un aspect final uniforme.
- La finition B est la finition intermédiaire, elle est d'aspect poché. Des défauts d'épiderme peuvent apparaître, ainsi que des traces d'outils d'application. Le réchampissage peut également présenter quelques irrégularités.
- La finition C est la finition la plus simple et est aussi d'aspect poché. Le film de peinture doit couvrir le subjectile, les défauts de pouvoir masquant ou de brillance sont tolérés.
- La finition spécifique, quant à elle, ne tolère aucun défaut. Elle dépend de la nature des travaux5.
Travaux
Préparatoires
Ils consistent à retirer de la matière (égrenage, ponçage, lessivage).
Apprêt
Ils consistent à ajouter de la matière (impression, enduit).
Finition
Ils consistent à appliquer la peinture ou à poser le revêtement mural.
Notes et références
Voir aussi
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Bibliographie
- Anne-Marie et Jean-Claude Misset, Cahier de recettes de la marchande de couleurs, Paris, Charles Massin, 110 p. (ISBN 978-2-7072-0452-3)
- Reyes Pujol-Xicoy, Pintura decorativa de paredes [« La peinture décorative murale »], Paris, Place des victoires, coll. « Et si j'apprenais… », 2001, 174 p. (ISBN 2-84459-030-6)
- Site de l'info nationale et régionale sur les métiers et les formations (ONISEP) Fiche métier : peintre en bâtiment [archive].
Articles connexes
Peinture
Cette page d’homonymie répertorie les différents sujets et articles partageant un même nom.
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Le terme peinture peut faire référence1 :
- à un liquide, souvent coloré, destiné à l'application sur une surface où il séchera ou durcira (« un pot de peinture ») ;
- à la pellicule solide laissée par ce liquide sur une surface qu'elle protège et décore (« la peinture de la porte ») ;
- à l'action d'appliquer ce genre de liquide (« délai pour la peinture ») ;
- à une œuvre d'art réalisée par l'application de cette substance sur une surface (« une célèbre peinture ») ;
- à une discipline artistique qui utilise cette matière (« musée de peinture »).
Technologie
- Peinture, matière appliquée sur un support :
- Peinture, tâche de finition colorée des éléments de construction, intérieurs et extérieurs.
Arts
Dans les arts, « peinture » peut désigner :
- la peinture, une discipline des Beaux-Arts ;
- une peinture, l'œuvre artistique réalisée, l'ouvrage achevé peint sur un support comme une toile (peinture de chevalet), un mur (fresque)…
- par extension, une technique picturale, par exemple la peinture à l'huile, la peinture sur toile ou la peinture à la chaux ;
- c'est aussi la désignation globale d'un ensemble d'œuvres partageant des caractéristiques esthétiques communes : peinture animalière, peinture française, peinture de la Renaissance, peinture-peinture, etc. ;
Œuvres
Peinture ou Peintures est un titre d'œuvre notamment porté par :
Toponymie
Notes et références
- Jean Petit, Jacques Roire et Henri Valot, Encyclopédie de la peinture : formuler, fabriquer, appliquer, t. 3, Puteaux, EREC, , p. 140 « Peinture (définitions) ».
Voir aussi
Plaquiste
Un plaquiste est un ouvrier spécialisé dans la pose de cloisons sèches prêtes à l'emploi (plaques de plâtre).
Il travaille sur des bâtiments neufs ou en réhabilitation dans le secteur habitation, dans des bureaux, le commerce ou l'industrie.
Rôles
- Interprétation des plans d'exécution des maîtres d'œuvre (bureau d'étude, architecte, ingénieur, Économiste de la construction) et les exécute.
- Disposition des éléments de cloisons sèches, le plus généralement constituées par des plaques de plâtre, sur une ossature métallique (placostyl), ou sans ossature, cloisons alvéolaires.
- Intégration lors du montage d'éléments de menuiserie intérieure tels que portes, vitrages, guichets sur cadre.
- Cloisonnement des colonnes montantes destinées aux fluides (eau), gaz, électricité, VMC, courants faibles. Mettre en place le réseau électrique n'est pas le rôle du plaquiste, mais celui de l'électricien. De la même façon, sur les cloisons d'eau, ce ne sont pas les plaquistes mais les plombiers qui doivent prévoir les trappons d'accès autour des réservations dans les dalles.
- Mise en place des cloisons de doublage de murs avec isolation thermique et/ou acoustique.
- Montage de faux plafonds.
- Réalisation des finitions (joints, enduits) sur les revêtements muraux qu'il a posé.
- Le ou la plaquiste intervient, au sein d'une équipe ou seul, sur des chantiers de constructions neuves ou de rénovation.
- Les aptitudes : bonne condition physique, aptitude au travail en hauteur, esprit d'équipe, pragmatisme.
Formation en France
La formation CAP peut comporter une spécialité dédiée à la « voie humide » dans la pose de cloisons : plâtrier-plaquiste, dont le marché actif est de 30 % pour le plâtre et de 70 % en ce qui concerne les plaques.
Souvent, le plaquiste réalise la pose de faux-plafond et de faux-planchers industrialisés. Il peut également avoir en charge les opérations de déflocage ou de désamiantage après avoir suivi une formation spécifique.
Il existe un BEP de plaquiste.
Références
Voir aussi
Articles connexes
Revêtement (technique)
Un revêtement a pour but d'améliorer les propriétés de surface d'un objet. Par exemple, les revêtements peuvent servir pour préserver ou améliorer l'apparence, l'adhésion, la résistance à la corrosion, la mouillabilité ou ajuster les propriétés de surface de l'objet considéré face aux contraintes mécaniques et aux différents éléments de l'environnement extérieur (ultraviolets, eau, oxydation (corrosion), température, moisissures, etc.).
Typologie
Il existe principalement deux types de revêtements suivant leur composition :
Les revêtements inorganiques sont composés uniquement d'un matériau métallique ou céramique. Les revêtements organiques sont composés principalement d'un matériau polymère qui fait office de liant pour des « pigments » qui fournissent les fonctionnalités désirées au revêtement (couleur, protection anticorrosion, photosensitivité pour les films photographiques, etc.).
Grands secteurs industriels
Orfèvrerie
En orfèvrerie, cette opération porte couramment le nom de placage et consiste la plupart du temps en le revêtement d'un métal précieux sur un métal plus « vil », en général à des fins esthétiques ou anticorrosives (dorure). En métallurgie et en électronique, bien que parfois utilisé, le terme de « placage » est à éviter.
Bâtiment
Réseau routier et piétonnier
Les revêtements routiers (en) comprennent différents types qui répondent à un certain nombre d'exigences (durabilité et stabilité, souplesse de mise en œuvre et rapidité de remise en service après travaux1, rugosité et abrasion de la couche de roulement, résistance aux intempéries, drainage, facilité d'entretien, aspect esthétique, délai de carrossabilité, coût initial et d'entretien...), leur choix résultant d'un compromis variable entre le maître d'ouvrage, le concepteur, le maître d'œuvre et le gestionnaire, selon les diverses utilisations de la chaussée : les revêtements bitumineux (enrobés et asphalte coulé confondus), les revêtements en béton (béton de ciment)2 et les revêtements modulaires (caractérisés par leur appareillage de pose3, ils se présentent sous différents types : pavés en béton, dalles en béton strictement réservées aux zones exclusivement piétonnières et/ou cyclables, pavés de pierre naturelle et en terre cuite4, dalles de pierre naturelle)5,6.
Il existe aussi le cas spécifique des revêtements podoctactiles.
-
Appareillage des pavés en écailles.
-
Appareillage des pavés en coquille ou queue de paon.
-
Appareillage des pavés en spires concentriques ou en arcs de cercle.
Fabrication mécanique
Le revêtement protège la pièce mécanique de :
- l'oxydation ;
- la corrosion ;
- les températures extrêmes ;
- l'usure ;
- etc.
On trouve des revêtements :
- en automobile :
- dans les moteurs à 4-temps d'automobile :
- dans les chambres de combustion ;
- sur les pistons ;
- sur la carrosserie ;
- en aéronautique :
- dans les moteurs d'avion :
- dans les pièces mécaniques internes d'un turboréacteur :
- les ailettes de compresseurs et de turbines ;
- le carter ;
- les arbres ;
- dans les réacteurs nucléaires :
- dans les turbines d'alternateur :
- sur les aubes ;
- sur le carter ;
- dans les conduites.
Procédés
Les principaux procédés de revêtement peuvent être décomposés dans les grandes catégories suivantes :
Notes et références
- Si le trafic urbain est moins lourd que l'interurbain, il impose des travaux fréquents et répétés d’ouverture et de fermeture des chaussées en raison des réseaux enterrés (eau, gaz, électricité, télécom...)
- « Les revêtements en béton ont une structure très rigide qui résiste bien aux déformations sous l’effet d’un trafic lourd (véhicules d’entretien, accès carrossables, etc.), aux racines d’arbres et aux conditions environnementales extrêmes. En outre, ils nécessitent un entretien très réduit tout en présentant une longue durée de vie ». Ils sont donc adaptés aux réseaux routiers et aux aménagements en « pleine nature » (parcs, forêts). Par contre, en milieu urbain, ces revêtements en béton sont plus contraignants en raison des travaux fréquents et répétés d’ouverture et de fermeture des chaussées. Cf « Revêtements des aménagements piétons » [archive], sur urbanisme.irisnet.be,
- Appareillage à joints alternés (pose linéaire) ou à joints croisés (à bâtons rompus, en arêtes de poisson, en épi, à pavés couplés, à quart de pavé)…
- Pose en ligne (appareillage à joints alternés) ou en appareillage mosaïque selon des motifs variés : pose en panneaux, en losange ; pose circulaire, en rosace , en queue de paon, en éventail, en coquille ou queue de paon, en écailles de poisson, en spires concentriques ou arcs de cercle.
- Jean Barillot, Hervé Cabanes, Philippe Carillo, La route et ses chaussées. Manuel de travaux publics, éditions Eyrolles, , 272 p. (lire en ligne [archive])
- Yann Bubien (dir.), Recueil Complément Technique. Analyse et expertise de la réglementation, Le Moniteur, , 420 p.
Articles connexes
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| Par dépôt chimique |
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| Par dépôt électrochimique |
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| Autres procédés |
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Isolation thermique du bâtiment
Les logements mal isolés, aussi appelés « passoires thermiques »1, sont des constructions datant en particulier des « Trente Glorieuses », après la Seconde Guerre mondiale, période de grande croissance économique. Il s'agit d'une époque où le prix de l'énergie était peu important et où les enjeux environnementaux étaient inexistants2.
En 1973 le premier choc pétrolier suscite dans les climats froids et tempérés, principalement dans les pays occidentaux, un nouveau type de construction où l'isolation thermique est systématiquement mieux adaptée. Sa mise en pratique impose de telles contraintes de construction que sa mise en œuvre n'est pas immédiatement rigoureuse3.
Le protocole de Kyoto, signé en 1997, vise à la réduction des émissions de gaz à effet de serre. Les États se dotent de règlements devant améliorer la performance énergétique des bâtiments et diminuer leur dépendance aux énergies fossiles. La conception du bâti inclut théoriquement les enjeux thermiques tels que l'étanchéité à l'air, les équipements de chauffage et d'approvisionnement en eau chaude, la climatisation, la ventilation, ainsi que la compacité et l'orientation du bâtiment, les systèmes solaires passifs et les protections solaires, l'éclairage naturel, etc. La paroi et la structure deviennent des objets de haute technicité.
Les raisons d'isoler
L'isolation thermique interfère avec l'
isolation phonique,de plusieurs manières, selon que l'isolation soit extérieure ou intérieure, et selon que le bâtiment soit isolé mitoyen, construit sur une dalle partagée,
etc.
L'isolation thermique a pour but de limiter les transferts de chaleur entre deux milieux : un milieu chaud et l'autre froid.
- Isoler, en augmentant la température des surfaces intérieure des parois, limite les déperditions thermiques du corps par rayonnement, et donc améliore le confort thermique.
- Isoler :
- diminue la facture de chauffage ;
- diminue la dépendance aux énergies fossiles et donc réduit les émissions de gaz à effet de serre ;
- diminue la dépendance à l'énergie nucléaire, et donc réduit les déchets radioactifs ;
- Les travaux d'isolation créent des emplois locaux, au moins en partie financés par les économies de chauffage.
En Europe
Les passoires thermiques sont source d'un énorme gaspillage financier et d'injustice sociale et écologique. On a récemment estimé que 250 millions de logements dans l'Union européenne (740 millions d'habitants) devraient être thermiquement réhabilités, au profit de la santé publique, d'un confort amélioré, d'une moindre pollution par les gaz à effet de serre, et de l'emploi4.
En France
Début 2013, Cécile Duflot (ministre de l'environnement) estimait que la rénovation thermique pourrait induire la création de 75 000 emplois (48 000 emplois directs, et 26 000 emplois indirects)5 ; la transition énergétique implique alors « une rénovation thermique massive des bâtiments en France », visant l'efficacité énergétique de 500 000 logements par an avant la fin du quinquennat, avec l'aide du PTZ et en attendant la création d'un « guichet unique regroupant les solutions techniques, les professionnels ad hoc et les aides financières possibles (dont le tiers financement »5. En 2013, le programme Habiter mieux de l'Agence nationale de l'habitat (Anah) a élargi ses critères d'aides à la rénovation thermiques ; sept millions de ménages deviennent éligibles, contre trois millions avant 2013 et l'aide passe à 50 % des travaux au maximum contre 20 à 35 % antérieurement, pouvant en outre être complétée par une prime d'État (augmentée pour deux ans de 1 350 € pour atteindre 3 000 €)6. Ainsi ces ménages pourront trouver une aide correspondant à 60 à 100 % du montant des travaux selon l'Anah. Les bailleurs pour 25 à[Quoi ?] sont aidés aussi (35 % du montant des travaux, et une prime d'État de 2 000 €) si l'économie d'énergie atteint 35 % au moins et si le loyer est conventionné sur neuf ans6.
Le siège de l'ADEME à Angers a été élu premier bâtiment tertiaire labellisé BBC (bâtiment basse consommation).
Mi 2019, malgré un plan de rénovation énergétique des bâtiments, l'objectif des 500 000 logements rénovés/an est loin d'être atteint. Un projet de loi énergie-climat veut décourager la location des passoires thermiques (logements notés F ou G) via la consigne d’une partie (5 % au moins) du produit de la vente, supposée inciter l'acquéreur à financer des travaux de rénovation énergétique, mais dans un premiers temps uniquement à partir de 2021, expérimentale pour 2 ans, et seulement dans les zones tendues (limitation dénoncée par la Fondation Nicolas Hulot). Un plafond de consommation d'énergie pourrait être inscrit dans les critères de logements décents. Un groupe d'ONG dont la Fondation Nicolas Hulot, le think tank Terra Nova, le syndicat CFDT, la Fondation Abbé Pierre et le Secours Catholique demandent des actions plus ambitieuses contre les passoires thermiques7.
La gestion de l'humidité intérieure, la ventilation
À proximité d'un mur non isolé, la température chute brutalement et l'air pour cette température doit condenser une partie de la vapeur d'eau qu'il contient pour retourner à un état d'équilibre (L'air chaud peut contenir plus de vapeur d'eau que l'air froid). Cette condensation sous forme de gouttelettes est source d'humidité. Augmenter la température des surfaces intérieures des parois par l'isolation évite que l'air ne se condense. Toutefois l'isolation implique que cette humidité doit être gérée de manière stricte :
- les ponts thermiques sont à proscrire. Ils déplacent en un point ce qu'une paroi non isolée réalisait sur toute sa surface : l'humidité se condense et peut cette fois être la cause de dégâts importants ;
- l'humidité, traversant le mur (dans le cas d'une isolation par l'extérieur), peut trouver à se condenser, à son point de rosée, à l'intérieur de l'isolant, ce qui peut provoquer la destruction de l'isolant. La mise en œuvre d'un isolant non compatible avec l’humidité (laine de verre, roche, polystyrène…) ne va pas sans la pose de membranes pare-vapeur continues qui évitent tout contact de l'isolant avec cette humidité. Dans le cas d’un isolant naturel (laine de mouton, paille, chanvre, liège…) la vapeur d’eau traverse la partie sans causer de dégât et permet de s’affranchir et de la membrane par vapeur et de tout système de ventilation mécanique.[réf. nécessaire] ;
- la mise en place d'une ventilation naturelle ou mécanique est obligatoire pour éliminer toute humidité excédentaire.
Conséquences
Généralement, dans les murs en contact avec l'extérieur, un isolant est placé entre une couche intérieure qui peut être porteuse et une couche extérieure qui sert de parement. C'est une aberration technologique que ne manqueront pas de souligner certains ingénieurs3: les deux couches de matériaux subissent des dilatations thermiques différentes, ce qui mène éventuellement à la fissuration des parois.
Les couches situées au-delà de l'isolant vers l'extérieur deviennent à la limite superflues8 en termes d'isolation et de sécurité d'usage tout du moins. Hormis le cas des enduits qui s'appliquent sur l'isolant, elles démultiplient les fixations et les agrafes.
Pour les bâtiments isolés qui s'appliquent à perpétuer une esthétique héritée du passé, dans l'utilisation d'une lame de pierre de faible épaisseur placée en parement, les éléments d'ornementation (corniche, bandeau, pilastre, etc.) augmentent les sources de problèmes, d'étanchéité notamment et le coût du mètre carré de façade. Conséquence : dans certains bâtiments la peau extérieure devient lisse3. Pour répondre à cette nouvelle gageure de l'isolation, l'industrie a fabriqué de nouveaux produits : plaques de pierre de 15 mm d'épaisseur, méthodes constructives d'assemblage avec des parements de 6 mm d'épaisseur, etc.8. D'autres matériaux sont envisagés comme solution de bardage. Le bois employé en bardage extérieur pourrait être une solution performante, de même que le verre ou les panneaux de fibre ciment3.
Notions physiques et calcul
Les sources de déperdition de chaleur
L'isolation thermique vise généralement à se prémunir du refroidissement des espaces intérieurs, mais aussi des éléments structurels du bâtiment. Toutefois l'isolation peut aussi avoir pour but d'éviter le réchauffement pendant l'été. La chaleur se propage d'un milieu chaud vers le milieu froid par conduction, rayonnement et convection.
Le but de l'isolation thermique est de diminuer les échanges de chaleur entre l'intérieur et l'extérieur par interposition d'un matériau ayant la capacité de conduction la plus faible possible.
Dans une maison individuelle non isolée, les valeurs moyennes des sources de déperdition de chaleur ou déperdition thermique sont les suivantes9,10 :
- le toit 25 à 30 % ;
- les murs 20 à 25 % ;
- le renouvellement d’air 20 à 25 % ;
- les fenêtres et portes extérieures 10 à 15 % ;
- le plancher 7 à 10 % ;
- les ponts thermiques 5 à 10 %.
Dans une maison isolée selon la norme française RT 2005, la toiture et les murs ayant fait l'objet d'une isolation spécifique, et les vitrages étant systématiquement doublés, la part résiduelle des ponts thermiques devient beaucoup plus importante. Le bilan de déperdition thermique est alors typiquement le suivant9:
- le toit 10 % ;
- les murs 20 % ;
- le renouvellement d’air 15 % ;
- les fenêtres et portes extérieures 15 % ;
- le plancher 20 % ;
- les ponts thermiques 20 %.
Principes d'isolation des murs
Il existe trois principes pour réaliser l’isolation thermique d’un mur.
L'isolation intérieure et les cloisons de doublage
Mise en place d'un isolant dans une double cloison.
Cette solution, répandue en France, est facile à mettre en œuvre. L'isolation intérieure est choisie pour les cas de rénovation dans les appartements (car il est difficile d'intervenir sur l'extérieur du bâtiment) et pour les résidences secondaires. Dans ce dernier cas, l'occupation intermittente ne permet pas de chauffer durablement la masse thermique des murs. L'isolation intérieure laisse donc le mur à l'extérieur de la zone isolée et permet une montée en chauffe rapide adaptée à un usage temporaire. Elle a le désavantage (qui est aussi un avantage dans certains cas) de ne pas présenter d'inertie thermique. L'isolation intérieure, lorsque l'isolation était inexistante, présente le désavantage d'une réduction de l’espace intérieur. Autre désavantage, la présence de nombreux ponts thermiques difficile à traiter. La qualité d'une isolation intérieure peut diminuer avec le temps (tassement des laines derrière les plaques de plâtre, trous de souris dans le polystyrène, etc.).
L'isolation intégrée au matériau porteur
Cette solution utilise des matériaux qui intègrent un isolant dans leur structure : béton cellulaire, brique de chanvre, brique de terre cuite avec âme isolante, etc. L'isolation intégrée est généralement utilisée en construction neuve. Cette solution est performante et durable.
On trouve aussi maintenant des briques multi-alvéolaires) ayant tous les avantages de la brique, étant mur porteur et apportant une isolation supérieure à l'isolation traditionnelle par doublage des murs, évite ainsi l'ajout de main d'œuvre et de matériaux supplémentaires. Ces briques existent de 24 cm jusqu'à 49 cm d'épaisseur. L'assemblage se fait généralement à l'aide de colle et non de mortier de ciment.
Le cas particulier des structures bois
L'isolation extérieure sous enduit, les parements et les bardages
Schéma d'un bardage ventilé.
Appelée aussi mur manteau ou I.T.E. / ITE dans sa forme abréviée, cette solution, plus coûteuse à l'installation, est beaucoup utilisée en Belgique, au Luxembourg, et plus encore en Allemagne, en Suisse, en Autriche et en Pologne.
Elle nécessite généralement une épaisseur d’isolant plus faible. L'isolation extérieure est plus adaptée à l'isolation des résidences principales. Elle permet de conserver la masse thermique du mur à l'intérieur de l'enveloppe isolée. L'habitation, chauffée en continu, monte en température lentement dans toute sa masse mais se refroidit faiblement lorsqu'elle est inoccupée. L'isolation extérieure est en revanche difficile à mettre en œuvre sur certains édifices anciens (façades protégées) et nécessite presque toujours l'intervention de professionnels qualifiés. Dans le cas d'une transformation, on choisit cette dernière solution si les dépenses de chauffage sont importantes car l’isolation obtenue est plus performante. Une isolation extérieure dans le cas où l'isolation est inexistante est intéressante, car elle n’empiète pas sur le domaine habitable et peut être installée sur un bâtiment habité. Son épaisseur peut aller jusqu'à 20 cm et elle supprime facilement les ponts thermiques (abouts de planchers…), sauf au niveau des fondations. Une épaisseur de 10 cm d'isolant extérieur équivaut à 20 à 25 cm du même isolant intérieur sur le total des consommations lorsqu'il y a beaucoup de ponts thermiques.
Pour les bâtiments isolés par l'extérieur qui s'appliquent à perpétuer une esthétique héritée du passé, dans l'utilisation d'une lame de pierre de faible épaisseur placée en parement, les éléments d'ornementation – les modénatures dans le langage de la profession – (corniche, bandeau, pilastre, etc.) augmentent les sources de problèmes car les systèmes de fixations qui traversent l'isolant, sophistiqués et coûteux, doivent éviter les ponts thermiques et les problèmes d'étanchéité. Il existe des systèmes de fixation spécifiques pour ne pas créer de pont thermique. La tendance est à des enduits légers, couvrant l'isolant ou des bardages légers.
30 % de la chaleur d'un bâtiment est perdue via les murs mal isolés, l'isolation thermique par l'extérieur (ITE) est plus efficace que l'isolation par l'intérieur. Elle a d'abord été utilisée en France pour les bâtiments collectifs (HLM notamment) et de plus en plus pour les maisons particulières. Le « manteau isolant » augmente l'inertie thermique de tout le bâtiment et règle tout ou partie des problèmes de ponts-thermiques, ce qui présente un avantage important en régime transitoire. À qualité d'isolant égale, elle diminue beaucoup les pertes de chaleur l'hiver et conserve la fraîcheur de la nuit dans la maison pendant l'été.
En France En France, elle devrait être encouragée par la RT 2012 (obligation au 28 oct. 2011 pour les bâtiments neufs de répondre à la norme bâtiments basse consommation (BBC ; moins de 50 kWh/m2/an pour les logements ANRU (Agence nationale pour la rénovation urbaine) dans des zones où le marché immobilier a un besoin manifeste de revitalisation et dans les bureaux et les locaux d'enseignement. Depuis 2011, tous les bâtiments tertiaires et autres logements devront aussi y répondre, tout en respectant les dispositions du PLU ou du RNU. En France en 2011, 170 millions de mètres carrés de revêtement façade constitueraient 75 à 80 % du marché de la rénovation des bâtiments collectifs, la maison individuelle neuve ne constituant que 3 % du marché, et la rénovation de l'ancien encore moins.
Techniques L'ITE se conçoit sur des murs plans et verticaux : maçonneries de parpaings, briques, blocs de béton cellulaire, revêtues ou non d'un enduit ciment ; des parois en béton banché ou préfabriqué ; des maçonneries de pierre.
L'isolant (panneaux d'isolants divers (renouvelables11, locaux12 ou écomatériaux13), briques de polystyrène expansé collées… est fixé sur le mur à l'extérieur de l'habitation et protégé par un enduit ou lambris, éventuellement lors d'une démarche de rénovation de façade.
Pour l'étanchéité, une des solutions est une première couche ou sous-enduit avec armature en fibre de verre marouflée dans son épaisseur est généralement apposée pour satisfaire aux principales fonctions mécaniques. Dans un second temps, une deuxième couche ou enduit de finition est appliquée pour les fonctions décoratives d'aspect.
Les systèmes d’ITE sous enduit, les plus répandus, car moins onéreux que les parements, bardages ventilés, vêtages et vêtures, sont aussi appelés ETICS – External Thermal Insulation Composite Systems. Cette dénomination met l’accent sur le principe de système composite : colle + isolant + fixation mécanique (selon le cas) + treillis d’armature + enduit de marouflage + enduit de finition. À l’intérieur de ce système, chaque composant est dûment spécifié. Le respect de ces spécifications est essentiel pour atteindre effectivement les performances visées, offrir les garanties de longévité requises et éviter des désordres ultérieurs.
Un usage mixte est possible (ex. : ITE en façade arrière uniquement pour un immeuble dont la façade est patrimonialement intéressante), mais avec une légère perte d'isolation. Par ailleurs, on voit de plus en plus souvent des réalisations qui panachent les bardages et les finitions en enduit pour élargir les possibilités esthétiques. De systèmes d'isolation de toitures par l'extérieur existent aussi, faciles à combiner avec une rénovation de toiture et de réfection de combles ou pose de panneaux solaires.
Réalisation en ITE panachant une finition en enduit mince sur isolant et une finition en bardage ventilé
Avantages de l'isolation thermique par l'extérieur
- suppression de tous les ponts thermiques des dalles de plancher, des murs de refend et autres cloisons ;
- jusqu'à 80 % d'économie d'énergie pour les bâtiments les plus énergivores en limitant de façon importante la déperdition de chaleur par la façade et en limitant les ponts thermiques ;
- utilisation de l'inertie des murs pour récupérer les apports extérieurs, les apports ménagers, et qui deviennent avec un chauffage adéquat de véritables radiateurs basse température ;
- pas de condensation dans les murs qui sont à la même température que l'air ambiant intérieur ;
- utilisation possible de la chaufferie la nuit en période hivernale uniquement pour la production ECS (eau chaude sanitaire) en coupant le chauffage deux à trois heures sans perte de température significative, ce qui simplifie la régulation dans le cas d'une chaufferie à base de pompe à chaleur aquathermique ;
- pas d'émanation de gaz nocif de polystyrène et colle dans l'air du logement, pas de problème d'accrochage des meubles de cuisine et de salle de bain, et des tringles à rideaux, pas d'apparition des bandes de collage ;
- la surface habitable n'est pas diminuée ;
- elle peut se faire sans interrompre l'occupation du logement dans le cas d'une rénovation.
Inconvénients de l'isolation thermique par l'extérieur
- coût souvent plus élevé (en raison du coût d'installation de l'échafaudage) à résistance thermique égale (variable selon la complexité des formes extérieures du bâti. Des solutions préfabriquées pourraient dans certains cas réduire ces coûts) ;
- quelques difficultés de réflexion à la conception pour l'implantation des combles et du garage ou sous-sol ;
- une technique moins abordable pour l’autoconstructeur mais néanmoins réalisable ;
- elle modifie l'aspect extérieur du bâtiment ce qui, dans le cas de rénovations en zone patrimoniale, peut poser problème.
Isolation des planchers
Par plancher, on entend le sol sur lequel on circule : dalle en béton, ou plancher sur solives. Le plafond d’un niveau correspond évidemment au plancher de l’étage supérieur. L’isolation thermique des planchers est importante pour le confort (en gardant les pieds au chaud) et pour l’économie d’énergie dans le cas d’une dalle chauffante.
L’isolation des planchers combat deux causes de déperditions thermiques :
Du fait que l’air chaud a tendance à s’accumuler au plafond et que la différence de température entre sous-sol et volume habitable est moins importante en hiver qu’entre l'extérieur et volume habitable, l’épaisseur de l’isolation nécessaire est plus faible (de l’ordre de 6 cm en plancher par rapport à 10 à 20 cm dans les combles).
Pour isoler un plancher on peut :
- soit isoler la sous-face de celui-ci en fixant des panneaux isolants au plafond du niveau inférieur ou en utilisant une dalle avec hourdis isolants ;
- soit réaliser une chape isolante (béton avec granulats isolants), une dalle flottante sur polystyrène expansé à haute densité (cas de la dalle chauffante), un plancher sur lambourdes séparées par de la laine ;
- soit isoler avec de la ouate de cellulose en vrac, par l'étage du dessus ou du dessous ; dans le premier cas on procède par bourrage lâche dans le plancher ouvert et, dans le deuxième cas, en soufflant le produit à travers une membrane brochée. On peut aussi souffler la ouate de cellulose à travers un plafond fermé en soufflant le produit à travers des trous de deux pouces de diamètre dans lesquels on insère le boyau.
Isolation sous les toitures et terrasses
En climat tempéré, la première source de déperdition thermique des maisons est la toiture (jusqu’à 30 %, voire plus). La fonte de la neige sur les toitures montre ici les défauts d'isolation de certaines maisons, se traduisant par un gaspillage d'énergie et des dépenses accrues, ainsi que des impacts sur l'
environnement. En l'absence de neige, une
thermographie rend visibles ces pertes de chaleur.
Comme l’air chaud monte par convection, la température est plus élevée au plafond et il est donc logique de placer une couche d’isolant plus épaisse dans les combles que sur les murs. Sous le toit, les entrées d’air doivent être plus spécialement traitées, car il n’y a pas d’étanchéité des murs. La couche d’isolant doit être protégée contre les intrusions de la fouine ou des rongeurs, en fermant à l’aide d’un grillage solidement fixé l’espace entre les chevrons au niveau de la sablière.
Plusieurs solutions sont possibles pour l’isolation sous le toit, en fonction de la résistance thermique souhaitée et de l’espace disponible :
- peu d’espace et isolation faible — film réfléchissant fixé sous les chevrons, coûteux et de faible efficacité en pratique ;
- peu d’espace et isolation moyenne — isolant entre les chevrons, de mise en œuvre délicate, car l’espacement entre chevrons est rarement régulier ;
- espace disponible et isolation forte — double épaisseur de panneaux isolants fixés à l’intérieur d’une structure en caissons, entre les pannes ou encore soufflage d'un isolant en vrac (par exemple : ouate de cellulose ou laine de roche) après avoir installé les déflecteurs de ventilation entre les chevrons. La structure supporte aussi les plaques de plâtre, des panneaux d’aggloméré, de la frise de pin…
L’isolation est mise en place après la pose des conduits de fumée et des fenêtres de toit. Prévoir le passage des gaines de ventilation, des câbles de télévision, des gaines électriques…
Isolation des portes et fenêtres
Coupe d'un cadre de fenêtre en
PVC montrant les espaces creux améliorant l'isolation.
Les ouvertures vitrées sont les points faibles de l’isolation globale de la construction. Limiter la surface de ces ouvertures permet de réduire les déperditions, de même avec l'évitement d'ouvertures au nord et côté du vent (souvent à l'ouest). Ceci peut diminuer l'éclairement des pièces, et les apports solaires (sources d'économies d'énergie en confort d'hiver) en dégradant le confort. Un calcul de performance énergétique permet de d'arbitrer entre gain en apports solaires et lumineux et pertes thermiques.
Les solutions suivantes sont généralement préférées :
- le double vitrage à faible émissivité de 24 mm d'épaisseur totale minimum (RT 2005) ;
- des huisseries épaisses en bois ou PVC de bonne qualité ou en aluminium avec rupture de pont thermique (offre standard depuis la RT 2000) ;
- une étanchéité des joints et des bas de portes ;
- des volets étanches, si possible au droit de la façade pour limiter les effets du vent. Les volets roulants en PVC à doubles parois et caisson extérieur (dans l’épaisseur du mur) sont une des bonnes solutions. Par contre les volets roulants à lames aluminium doubles parois, même remplies de mousse polyuréthane, présentent une moins bonne isolation thermique. En effet, les lames aluminium favorisent les échanges thermiques avec l'extérieur, contrairement aux lames PVC ;
- des doubles-rideaux épais devant portes et fenêtres ;
- ruptures de ponts thermiques (au niveau des seuils, balcons, escaliers extérieurs, appuis de fenêtres, etc.).
- les doubles-fenêtres qui limitent à la fois le bruit et les entrées d’air (notamment en présence de caissons de volets roulants, d'huisseries anciennes déformées, de difficulté à poser des joints). La manœuvre et l’entretien des doubles-fenêtres sont cependant plus malaisés, leur esthétique discutable et leur coût élevé.
La pose de sur-vitrages est généralement une solution bon marché et peu efficace mais qui peut rendre service en rénovation14.
Des verres pré-traités ou dotés d'un film réfléchissant peuvent réduire le rayonnement infrarouge pénétrant par les vitrages sud en été (solution assez efficace mais onéreuse). De jour le film peut aussi protéger des regards indiscrets (cas des rez-de-chaussées). Une autre option est le double vitrage avec les fonctions de contrôle solaire.
Le confort d'hiver peut être amélioré par des apports solaires. Des fenêtres aluminium sont parfois préférées à des fenêtres PVC ; elles sont moins isolantes mais la finesse de leurs profilés maximise le clair de vitrage avec parfois une meilleure performance énergétique.
Isolation des ponts thermiques
Les ponts thermiques, sortes de courts-circuits dans l’isolation intérieure, doivent être réduits au maximum, idéalement dès la conception (par exemple en utilisant plutôt un plancher sur solives, une ferme intérieure plutôt qu’un mur de refend ou plus simplement en construisant son mur avec un matériau isolant (béton cellulaire, brique monomur, etc.). Une autre solution consiste à isoler par l'extérieur avec l'inconvénient de laisser un pont thermique au niveau des fondations.
- Les principaux ponts thermiques
-
Jonction plancher bas/mur extérieur.
-
Jonction plancher intermédiaire/mur extérieur.
-
Jonction plancher haut/mur extérieur.
-
Jonction plancher/balcon.
-
Jonction mur de refend/mur extérieur.
Lors de la réalisation différentes solutions sont disponibles :
- mise en place des rupteurs de pont thermique en pourtour de dalle et à l’extrémité des murs de refend ;
- isolation de tour de dalle, par exemple par briques creuse ou d'une planelle en béton cellulaire ;
- doublement des murs de refend par une couche isolante (plus ou moins épaisse selon le contexte climatique) ;
- faux plafond isolé ou isoler les planchers en sous-face ;
- dalles flottantes.
Des moisissures sur les parois trahissent une condensation indésirable sur zone froide généralement provoquée par un pont thermique. Comme il est difficile de traiter un pont thermique a posteriori, une couche mince d’isolant (quelques millimètres) peut être apposée sur la zone froide, recouverte d’un enduit ou papier peint ou d’un revêtement mural (tissus…).
Dans un bâtiment non-isolé, les ponts thermiques représentent de faibles déperditions (en général inférieures à 20 %) car les pertes globales de chaleur par les parois sont également très importantes. En revanche, si les parois sont bien isolées les déperditions causées par les ponts thermiques peuvent largement dépasser 30 %, mais pour des déperditions globales très faibles. Il est donc primordial pour un bâtiment BBC d’avoir de très fortes résistances thermiques pour les parois et de faibles pertes de chaleur aux jonctions et ouvertures.
Parmi ces solutions de traitement des ponts thermiques, la plus efficace en isolation thermique par l’intérieur est probablement la mise en place de rupteurs de ponts thermiques. Le rupteur de pont thermique est un dispositif structurel permettant d’offrir une complète isolation à une structure. Il est composé d’un boîtier isolant et de barres en acier qui reprennent les sollicitations de la structure.
Composants
Le pare-vapeur/coupe-vent
La face intérieure de l’isolation (côté chaud) doit être munie d’un film étanche à l’air qui remplit deux fonctions : celle de pare-vapeur et celle de coupe-vent. Ce film étanche fonctionne donc dans les deux sens :
- interdire à l’air chaud et chargé de vapeur d’eau de pénétrer dans l’isolant et d’y provoquer de la condensation ;
- empêcher le vent de s’infiltrer, au travers de l’isolation, dans le volume chauffé.
Les canalisations électriques et autres gaines qui traversent l’isolation ne doivent pas favoriser le passage des courants d’air, il faut les immobiliser fermement, les entourer d'isolant et les boucher aux extrémités (un morceau de papier ou un peu d'enduit, facilement retirable en cas de besoin) pour éviter la circulation d'air parasite par celles-ci entre les différentes pièces, les combles, les vides sanitaires et les pièces non chauffées. Idéalement, entre la finition intérieure et le pare-vapeur, on laisse un passage technique pour l'électricité et la plomberie, ainsi, on ne troue pas le pare-vapeur.
L'utilisation du frein vapeur hygrovariable permet de garantir la durabilité de votre isolation en évitant la surcharge d'humidité dans le bâti. Le frein vapeur hygrovariable (ouvert à la diffusion de la vapeur d'eau) fonctionne selon le principe de la membrane régulée par les conditions climatiques : en hiver il protège contre l'humidité, en été sa structure moléculaire s'ouvre et permet un séchage sûr.
Contrairement au pare-vapeur, le frein vapeur hygrovariable garantit une construction qui respire, donc plus saine.
Les isolants
Les isolants sont fibreux, poreux et/ou granulaires15 et utilisent les propriétés de l'air et des gaz.
Le vide est le meilleur isolant thermique. Mais ne peut pas être utilisé de façon pratique pour l'isolation des habitations (il est utilisé plus facilement pour de petits récipients comme les bouteilles thermos dont la paroi peut être sous vide).
Les gaz et l'air en particulier, maintenus immobiles, sont ensuite les meilleurs isolants. En effet, les transferts thermiques par un gaz ou un liquide ne se font pas seulement par conduction thermique, mais aussi par convection thermique : c'est pourquoi l'air enfermé dans les combles d'une toiture n'empêche pas les transferts thermiques (la convection thermique est d'autant plus forte que la différence de température entre la toiture et le plancher des combles est élevée, accélérant la circulation de l'air). Les isolants vont donc contribuer dans la mesure du possible à cette immobilité de l'air.
La résistance thermique d’un matériau isolant est donc assurée par l’air ou un autre gaz enfermé dans des bulles (verre cellulaire et mousses synthétiques) ou freiné par les fibres du matériau (laine de roche, laine de chanvre, blocs de chanvre, fibre de bois, ouate de cellulose…).
L'isolant en panneau est apprécié pour sa tenue mécanique. L'insufflation en vrac, moins coûteuse permet d'éviter les ponts thermiques dans les combles par exemple.
Les critères d'un matériau isolant sont les suivants :
- son conditionnement commercial (panneau rigide ou semi-rigide) ;
- matériau, origine, énergie grise, conditions de fabrication, polluant, durabilité ;
- Conductivité thermique, valeur lambda (λ);
- Résilience (capacité à emmagasiner la température) ;
- comportement à l'eau, capillarité, hygroscopicité ;
- comportement à la vapeur d'eau, facteur de résistance à la diffusion de la vapeur d'eau ;
- perméabilité à l'air ;
- résistance aux nuisibles, à la vermine ;
- évolution dans le temps ;
- réaction au feu (émissions de polluants éventuels) ;
- résistance mécanique ;
- facilité de mise en œuvre.
La pose de l’isolant
Les matériaux isolants à base de fibre de verre ou fibre de roche sont irritants pour la peau et les yeux, justifiant l'utilisation de gants, d'un masque à poussière, de lunettes de sécurité et d'une combinaison de travail au col et aux poignets serrés, ainsi qu'une ventilation du local.
Les sous-pentes peuvent être isolées par de laine en rouleau munis d’un pare-vapeur, agrafés sur les chevrons (si l’écartement des chevrons correspond bien à la largeur des rouleaux). L’épaisseur d’une couche de cet isolant ne dépasse généralement pas 8 cm, ce qui est insuffisant dans la plupart des régions. Ils sont à doubler. Des panneaux découpés à l’écartement des chevrons ou un isolant en sous-face sont fréquemment utilisés.
Un isolant à bourrage lâche comme la ouate de cellulose peut être soufflé uniformément dans un grenier, par exemple à la suite de l'installation de déflecteurs de ventilation. Pour les murs, une membrane peut être brochée à l'ossature de la structure avant d'y souffler l'isolant à haute densité.
Les recoins doivent être bien comblés d’isolant, éventuellement bourrés à la main dans les espaces vides. Les orifices permettant l'arrivée de rongeurs doivent avoir été obturés. De la mousse expansive de polyuréthane peut boucher des fentes, trous ou alvéoles et améliorer l'étanchéité à l'air.
La surisolation
L'isolation des murs prend en compte les considérations suivantes :
- doubler l’épaisseur de l'isolant ne coûte pas deux fois plus cher (la main d'œuvre est la même) mais diminue (théoriquement) les déperditions de moitié. Car le coefficient d'isolation thermique (dénommé R) sera doublé. Par exemple, 10 cm de laine de verre apportent un coefficient R de 2,5, donc deux fois 10 cm apporteront un coefficient R de 5. Une pose croisée des deux couches permettra aussi de limiter les déperditions ;
- l’épaisseur de l’isolant intérieur réduit l’espace habitable : 10 cm d’isolant sur un pourtour de 40 mètres (étage de 10 × 10 m) correspond à 4 m2 de surface perdue, soit 4 % ;
- une isolation performante nécessite un soin particulier : traiter les embrasures, ne pas créer de ponts thermiques, rendre l'enveloppe étanche à l'air, prévoir un pare-vapeur, prévoir une ventilation efficace ;
- l'isolant extérieur (en rénovation) résout ce problème. À partir des matériaux renouvelables (ouate de cellulose, bois, déchet agricole…chanvre, paille, liège) il est possible de réduire l'énergie grise vis-à-vis d'un isolant classique (laine de roche, verre ou plastique)16
- en respectant la norme Passivhaus (ép. d'environ 35 cm), vous économisez sur le système de chauffage et investissez dans la surisolation. Le retour sur investissement est fonction des économies d'énergies réalisées (calcul en fonction de l'évolution du coût de cette énergie) ;
- pour être optimisée, l’isolation doit être « cohérente ». Les efforts pour isoler doivent être identiques pour les murs, la ventilation et les portes et fenêtres.
Estimer les économies de chauffage attendues
En améliorant l'isolation thermique on peut estimer la réduction des frais de chauffage des composants et parois d'une maison avec et sans isolation.
Les bâtiments sont la source d'un important gaspillage d'énergie et d'émissions de gaz à effet de serre. Dans un nombre croissant de pays, des mesures visent à inciter à mieux isoler ces logements, ainsi que les bâtiments publics et tertiaires, ce qui contribue à diminuer la précarité énergétique et améliorer la justice climatique.
Pour calculer les frais de chauffage annuel p. ex. pour un mur ou pour les fenêtres il faut savoir la valeur moyenne de la différence entre la température extérieure et une température intérieure du lieu. Les degrés-jours unifiés (DJU) chauffage annuel sont la somme des différences entre la température extérieure et la température intérieure de l'air (18°C) pour tous les jours de chauffage pendant un an. Les DJU varient en France de 1400 pour la Corse à 3600 dans les Alpes jusqu'à 3800 dans le Jura. On trouve les valeurs mesurées en France dans une liste détaillée 17. Les degrés-jours en Suisse sont publiés dans SIA 381/3 que l’on doit acheter.
La chaleur est une forme d’énergie. Son flux est toujours dirigé des températures les plus élevées vers les températures les plus basses. Des éléments tels que planchers, parois, dalles, toits, fenêtres et portes opposent une certaine résistance aux échanges thermiques. Ce flux de chaleur qui traverse un élément est défini par le coefficient de transmission thermique U – plus simplement nommé valeur U - (en France: Uparois). La valeur U est exprimé en watts par mètre carré par kelvin (ou degré Celsius) de différence de température, soit W/(m²K). Un exemple illustratif de la valeur U est publié dans[à recycler]18
Sachant la valeur U et le DJU du lieu il permet de calculer l'intensité de l'énergie échangée par unité de surface A (m²) et unité de temps en fonction de la différence de température de part et d'autre de la surface d'échange.
Pour déterminer la puissance de chauffage (p.ex. par un mur du bâtiment) dans une zone climatique donnée on estime le flux thermique Φ:
Φ≈U⋅A⋅ DJU⋅241000kWh/an
La valeur U a l’unité physique W/(m²·K), la surface A m² et le résultat kWh/an. Un catalogue de valeurs U indicatives pour un certain nombre de parois courantes est publié dans19.
Connaissant la valeur Uparois d’un élément du bâtiment, il est possible d’estimer la valeur Uneuve avec isolation thermique avec cette formule:
Uneuve≈11Uparois+dλ
L’épaisseur d’isolation d est en mètres et la conductivité thermique λ en W/(m·K).
Les couches de crépi sur les parois peuvent être négligées.
Exemples :
- maçonnerie en brique d = 0,25 m ; densité ρ = 1800 kg/m³ ; conductivité thermique λ = 0,58 W/(m·K) ; Uparois = 1,58 W/(m²·K)
- assainissement avec un système d'isolation thermique d = 0,10 m ; ρ = 20 kg/m³ ; λ = 0,035 W/(m·K) ; Uneuve = 0,29 W/(m²·K)
- différence des valeurs U : ΔU = 1,58 – 0,29 = 1,29 W/(m²·K)
Économies d'énergie:
- ΔΦ ≈ 102 kWh/m² par an pour le climat de Bourg-Saint-Maurice (DJU = 3309)
- ΔΦ ≈ 55 kWh/m² par an pour le climat de Nîmes (DJU = 1787)
Notes et références
- « L'audit énergétique obligatoire : ce qu'il contient et qui peut le réaliser » [archive], sur Service-public.fr, (consulté le ).
- « Définition Passoire thermique » [archive], sur Les Horizons (consulté le ).
- Philippe Samyn, Pierre Loze, Devenir moderne?: entretiens sur l'art de construire, éditions Mardaga, 1999 (lire en ligne [archive], sur Google Livres).
- Corentin Patrigeon, « L'Europe, la solution pour une massification de la rénovation énergétique ? » [archive], sur BatiActu, .
- Bati-actu & AFP, Rénovation thermique : 75 000 emplois pourraient être créés dans le bâtiment [archive], 8 janvier 2013.
- Sophie Fabrégeat, Actu-Environnement (2013), Rénovation thermique : le nombre de ménages éligibles aux aides de l'Anah est doublé [archive], 10 avril 2013
- Christine Lejoux, « Passoires thermiques : Projet de loi énergie et climat : les "passoires thermiques" sur le devant de la scène » [archive], sur BatiActu, . « Rénovation : Une trentaine de députés et des associations environnementales et sociales s'apprêtent à publier une tribune adressée à Édouard Philippe, dans laquelle ils demandent au Premier ministre d'émettre "un avis favorable à toute mesure ambitieuse visant à terme à venir à bout des passoires thermiques". Le projet de loi énergie-climat est justement examiné à partir de ce mardi par l'Assemblée nationale à partir du 25 juin 2019 (examen en première lecture du projet de loi relatif à l'énergie et au climat. »
- Manfred Hegger, Volker Auch-Schwelk, Matthias Fuchs, Construire : atlas des matériaux, PPUR Presses polytechniques, 2009 (google books [archive]).
- Thierry Gallauziaux et David Fedullo, Le grand livre de l'isolation, Eyrolles, 2009 (ISBN 978-2-212-12404-0), p. 34.
- Isoler sa maison [archive] [PDF], guide pratique, Ademe, juin 2017 (consulté le 5 avril 2022).
- N. Benmansour, Étude des performances de produits renouvelables et locaux adaptés aux applications de l'isolation thermique dans le bâtiment, mémoire de magister, faculté des sciences, université El Hadj Lakhdar (Algérie), 2011.
- P. Meukam, Caractérisation de matériaux locaux en vue de l’isolation thermique de bâtiments., université de Yaoundé, 2004, 157.
- Jean-Pierre Oliva et Samuel Courgey, L'isolation thermique écologique : conception, matériaux, mise en oeuvre - Neuf et réhabilitation, Terre Vivante, 2001 (ISBN 9782914717885).
- Diagnostic de performance énergétique [archive] [PDF], guide de recommandations, ministère du Logement, mars 2009, 71 pages.
- Melka S & Bézian J.J (1997). L'isolation thermique par les matériaux granulaires. Revue générale de thermique, 36(5), 345-353.
- http://www.labelvie.com/pages/habitat/energie_tableau.pdf [archive]
- « Degres jours » [archive], sur bilan-thermique-28.fr (consulté le ).
- « Valeur U » [archive], sur energie-environnement.ch (consulté le )
Voir aussi
Articles connexes
Bibliographie
- Kaemmerlen A (2009). Transfert de chaleur à travers les isolants thermiques du bâtiment (Doctoral dissertation, Nancy 1) | résumé [archive]
Fenêtre
Un ensemble de fenêtres parisiennes sur un immeuble haussmannien.
En architecture et construction, une fenêtre, châssis en français canadien1, est une baie, une ouverture dans un mur ou un pan incliné de toiture, avec ou sans vitres. Sa différence avec la porte réside dans le fait qu'elle ne descend pas jusqu'au sol. Dans le langage familier, le mot « fenêtre » désigne de façon générique les diverses menuiseries permettant de fermer la baie, le châssis de fenêtre.
Fonctions
Fenêtre d'église à
Le Guerno, protégée par un fer forgé à pointes orientées vers le bas (
Morbihan, France).
Fenêtre romane à linteau à profil courbe, à arc simulé délardé en bas-relief dans la tête du linteau et à
cordon d'
imposte.
Le bois, le cadre, les arcs, les moulures, un éventuel balcon, le verre coloré, etc., accroissent la valeur décorative de la fenêtre. Cet art de la fenêtre prit un développement particulier dans l'
Art nouveau. Ici une maison de
Tournai (Belgique).
Une fenêtre assure plusieurs fonctions pour le local concerné : l'éclairage, la vue intérieur-extérieur ou vers l'extérieur seul, l'aération, auxquels s'ajoutent parfois la communication verbale et la sécurité des évacuations. Tout ceci est fait en respectant la séparation des lieux par leur isolation thermique et phonique selon le besoin. La fenêtre a servi autrefois à faire entrer et sortir en façade sur rue des marchandises dans des magasins situés en étage. Elle a servi à évacuer des ordures ménagères, aussi bien à la ville qu'à la campagne et cet usage a disparu avec son interdiction dans les règlements royaux puis municipaux. Actuellement aux fonctions de la fenêtre s'est ajoutée une fonction obligatoire de sécurité incendie qui concerne en haut des escaliers les dômes prévus pour l'évacuation des fumées d'incendie et une fonction incitative donnée par le retour financier de la fiscalité pour la maîtrise de la chaleur entrant dans le bâtiment par l'ensoleillement.[incompréhensible]
La fenêtre de plain-pied sur la rue est devenue une vitrine pour l'étal du commerce. Selon les marchandises vendues, c'est devenu ensuite un étal non accessible depuis la rue.
Lorsque la baie est un accès à la lumière dans un local sans vue autorisée sur l'extérieur, la baie est un jour-de-souffrance qui fait partie des servitudes intégrées dans les règlements d'immeubles.
La fenêtre a eu une importance sociale et politique : défenestration, impôt sur les portes et fenêtres, importance qui est aussi relatée dans la littérature et la peinture.
L'apparition des fenêtres dans l'architecture correspond à la conception de la visibilité et de la protection par rapport à l'extérieur à partir du XIIe siècle dans les bâtisses. Les ouvertures sont plus grandes que celles de la pratique antérieure qui faisait des toutes petites embrasures rectangulaires ou rondes-ovales. Certaines petites proportions sont restées : dans les lucarnes pour les rectangulaires, dans les lunettes et oculi pour les rondes. L'ensemble des portes-fenêtres installées sur des terrasses à l'intérieur ou à l'extérieur des bâtiments, le niveau de jardin, est une composante majeure de la notion du dedans pour un espace clos (une salle), et du dehors pour un espace à ciel ouvert, ces deux éléments qui peuvent se joindre et nécessitent alors de faire disparaître momentanément le mur.
Un élément de construction
Fenêtre d'un chalet-restaurant en Suisse (septembre 2018).
Composants d'une fenêtre
Une fenêtre peut être fixe ou bien s'ouvrir et comporte alors un ouvrant. Elle peut être unique, géminée ou multiple (triple, quadruple, quintuple, sextuple).
La partie scellée au mur de manière étanche est le fixe, le bâti, le dormant. La partie mobile est l'ouvrant qui, refermé, doit assurer en façade l'étanchéité aux intempéries et au bruit. La partie mobile est soit le vantail ou battant qui s'ouvre en formant un angle avec le mur vertical, soit le châssis intermédiaire glissant latéralement dans le plan du mur vertical, soit le dôme qui s'ouvre en toiture en dormant un angle.
La forme de la baie peut être une traduction symbolique à valeur essentielle culturelle constituant sa fonction primordiale parfois. Les fenêtres hautes d'église signifient l'élévation, le sublime et les rosaces, le rayonnement de Dieu.
Les chambranles de fenêtre font partie de la structure de l'édifice, constitués dans le matériau de structure de l'édifice : il s'agit de bois (majorité des cas jusqu'au XIXe siècle compris), de pierre maçonnée, de brique (généralisée à partir du XIXe siècle) qui parfois donnent des arcs (plein-cintre, brisés), puis il s'agit de béton (au milieu du XXe siècle), avec lequel le chambranle est un vide obtenu simplement par une réservation mise dans le coffrage. Le béton autorise toutes les formes possibles par sa plasticité, mais on reste cependant le plus souvent sur la forme rectangulaire de base pour la fenêtre. Dans des immeubles à structure poteaux-dalles, les fenêtres peuvent ne plus avoir de chambranle à véritablement parler.
Historiquement, le jumelage des baies a constitué les croisées à meneau, milieu XIVe siècle. Ces fenêtres avec une croix de pierre au centre du tableau de maçonnerie sont devenues ensuite les fenêtres à double-battant qui sont si répandues.
Les dispositifs de fermeture des fenêtres sont le loquet, l'espagnolette à poignée (avec une tringle tournante verticalement agrippant le bâti avec un crochet en haut et bas), la crémone à bouton (avec une béquille métallique en bas et une en haut s'enfonçant dans des gâches), qui datent du XVIIe siècle. Cela constitue la quincaillerie devenue décorative à laquelle s'ajoutent les paumelles, fixations articulées en charnière des battants au bâti qui restent en général assez sobres en comparaison de celles mises en place pour les portes renforcées de style ostensible traditionnel actuel.
Selon le mode d'ouverture, on distingue actuellement différents types de fenêtres : les fenêtres à frappe avec des vantaux battants, les fenêtres coulissantes sur châssis, les fenêtres de toit en pente, les lanternes de toit ou de terrasse fournissant un éclairage zénithal, les portes-fenêtres, les impostes de porte.
Les volets intérieurs ou les contrevents à l'extérieur sont répandus au XVIIe siècle. Ils devinrent ensuite les persiennes extérieures ajourées. Les volets et contrevents équipent la fenêtre pour assurer l'occultation totale de la baie, pour permettre à la fois l'obscurité et la résistance à l'effraction. On leur ajoute ensuite selon les besoins des stores extérieurs en toile qui protègent du soleil et peuvent prendre une forme de corbeille à arceaux, des stores vénitiens intérieurs à lames et des moucharabieh-jalousies qui protègent l'intimité et aussi du trop-plein de lumière et de chaleur avec les baies situées en hauteur. Des moustiquaires sont mises en place contre les insectes. Dans l'architecture moderne du XXe siècle apparaît le brise-soleil comme élément de façade marquant le style.
Éléments d'histoire
La partie maçonnée haute, le linteau (monolithe ou clavé, évidé ou à profil plat ou courbe, avec ou sans cordon d'imposte), est à l'origine une table de pierre ou de bois appuyée sur les pieds-droits. Cette partie haute fut renforcée en rigidité par l'invention du chaînage XVIIe siècle (partie métallique horizontale encastrée) qui se marque souvent par un bandeau en façade ; chaînage qui autorisa des embrasures larges à moindre risque d'effondrement par dislocation de la structure.
La partie maçonnée basse sur laquelle s'appuyait la fenêtre formait à l'origine la banquette faite dans l'épaisseur du mur avec son dossier mince qui constitue l'allège. Elle allégeait la construction faite en mur épais. En même temps pour la partie latérale, on allégeait les trumeaux par les alettes. À l'apparition des murs minces en parpaings ou briques, on simplifia l'ouverture maçonnée — le tableau — cette partie de la maçonnerie de l'épaisseur de mur visible à l'extérieur de la baie.
Les fenêtres font partie avec les portes de ce qui constitue l'huisserie placée sur les tableaux de maçonnerie dès le XIIIe siècle. La totalité de la fenêtre a été, dès lors, traditionnellement réalisée en menuiserie de bois pour son bâti, ses cadres fermant avec l'emboîtement de gueule-de-loup2 et leurs traverses, croisillons et parcloses tenant les carreaux. L'intérêt de cet ouvrage léger est qu'il peut suivre les déformations que subit le gros œuvre par ses contraintes dues au sol qui s'affaisse et déforme les baies. Le travail de fabrication et d'installation est depuis fait par la même corporation que celle qui fait les meubles — même s'il s'agit d'une partie de l'immeuble —, celle des menuisiers. Des profils en fer furent utilisés en substitution du bois (le chêne a eu une très grande importance dans le bâtiment et un grand prix) fin du XIXe siècle, puis le bois exotique prit une place éminente.
Au Moyen Âge, dans les vitrages dormants, les carreaux sont tenus dans une résille de plomb fixée au mur. Cela donne par exemple les éclairages des églises avec vitraux. Dans les vitrages ouvrants, la résille est fixée à un châssis bois. Cela donne par exemple les croisées des grandes demeures.
Les vitres de la fenêtre ont été translucides avant d'être transparentes. Ce fut du parchemin, de la toile huilée, du mica, avant de pouvoir être au XIVe siècle du verre ou du cristal. L'Europe connaît une innovation avec le verre blanc qui se répand aux fenêtres au XVIe siècle, alors que le volet reste plein et sans vitrage dans les campagnes pendant plus de deux siècles encore. Le verre acrylique (le verre des dômes d'éclairage zénithal dans les garages ou dans les montées d'escalier, le verre des fenêtres arquées modernes) s'y est ajouté à partir du milieu du XXe siècle3.
Des grilles en avant-corps ont pu être disposées pour protéger les locaux. Elles devinrent des garde-corps sur lesquels on pouvait s'accouder. La ferronnerie d'art qui avait pris son essor fut grandement remplacée au XIXe siècle par de la fonte moulée reprenant les dessins classiques, la grille devint banale. Y succédèrent de simples barres métalliques encastrées, avec l'épuration des lignes architecturales au XXe siècle.
L'utilisation de barreaux afin de se protéger des intrusions avait disparu dans l'architecture des grands immeubles d'habitat de ville après la Première Guerre mondiale, même dans leurs étages bas. Ces équipements donnaient l'utilité de l'ouverture des battants vers l'intérieur (à la française) plutôt que vers l'extérieur (à l'anglaise) qui, pour sa part, économisait l'espace intérieur accessible. Ces systèmes défensifs étaient devenus parfois un élément d'ornementation important en façade et étaient parfois très agressifs (herses appelées étripe-chat au Canada ; voir aussi garde-cocu en France). Cependant, les fenêtres de rez-de-chaussée à barreaux sont revenues en ce début d'architecture du XXIe siècle.
Économie du bâti
La fenêtre, ainsi que la porte, a un statut particulier de fait dans l'histoire et en général non voulu lors de la construction : être récupérable. Ainsi au cours des âges les baies ont été déménagées d'un édifice à un autre avec parfois leur maçonnerie complète et pas simplement leurs huisseries. Soit par qu'il s'agissait de prises de guerre, de « re-répartition de richesse » comme lors de la Révolution française, soit parce que leur haute valeur symbolique était prise en compte : haute valeur religieuse comme ces récupérations réciproques entre l'islam et la chrétienté après le Moyen Âge, haute valeur patrimoniale comme ces déménagements entre l'Europe et le Nouveau Monde jusqu'au XXe siècle.
La tradition de la différenciation des fenêtres selon l'endroit de la construction (fenêtre à guillotine anglaise par exemple, fenêtre d'aération en hauteur de pièce) s'amoindrit actuellement face aux impératifs fonctionnels : économie d'énergie, confort de mode d'ouverture, confort au bruit. Le système de double fenêtre traditionnel dans les maisons de montagne au climat rigoureux s'étend aux zones urbaines très bruyantes pour la réfection des constructions plus ou moins anciennes (fenêtres ajoutées à l'intérieur ou à l'extérieur sur le chambranle et balcons-loggia refermés) ainsi que parfois aux très modernes immeubles de bureaux.
On fabrique maintenant de plus en plus de fenêtres en profilés acier, aluminium4 et surtout PVC5. Est fourni le bloc-fenêtre, châssis plus ouvrant et vitrage constituant l'huisserie complète. La rigidité notable de l'ensemble est donnée par les glaces en sandwiches (type Sécurit) ou les double vitrages autant que par les montants qui antérieurement devaient soutenir des carreaux fragiles. Les vitrages autonettoyants sont actuellement étudiés par les fabricants pour compenser l’importance des charges de nettoyage induites après leur mise en place sur des façades très hautes ne comportant que des glaces transparentes et opaques.
De nos jours, la plupart des fenêtres sont équipées de châssis en bois, aluminium ou PVC, chaque matériau ayant ses propres caractéristiques :
- le bois apporte de très bonnes propriétés isolantes, tant au niveau acoustique que thermique. Une pièce avec une fenêtre en bois gagne du point de vue esthétique car ce matériau est élégant et chaleureux. Concernant l'entretien, la fenêtre en bois doit être entretenue régulièrement, toutefois la fréquence requise pour ces tâches d'entretien est moins importante qu'auparavant car les fenêtres en bois sont de mieux en mieux traitées grâce à des produits qui les rendent plus durables et résistantes. Le châssis en bois est néanmoins déconseillé en zone maritime car il pourrait, au bout d'un certain temps, subir un impact négatif à cause de l'humidité. L'un des avantages des fenêtres en bois est qu'elles sont capables de "respirer". Les micropores du bois laissent passer l'air, de sorte que la condensation se forme moins sur le verre de ces fenêtres6 ;
- l'aluminium est de plus en plus utilisé pour les fenêtres modernes. C'est un matériau solide et, à l'inverse du bois, il est très simple à entretenir. La fenêtre en aluminium offre également de bonnes propriétés isolantes et un aspect très élégant. Ce matériau est très souvent utilisé pour les baies vitrées à galandage7 qui s'encastrent dans le mur, structure apportant beaucoup de luminosité. Il est toutefois à noter que la fabrication de fenêtres en aluminium nécessite une consommation énergétique assez importante (partie de l'énergie grise), ce qui représente un inconvénient par rapport au bois qui est naturel et au PVC qui a besoin de beaucoup moins d'énergie ;
- le PVC est, de nos jours, le matériau le plus utilisé en tant que châssis de fenêtre. Cela est dû entre autres à sa résistance, sa durabilité et ses excellentes propriétés isolantes. Contrairement au bois, la fenêtre en PVC s'entretient très facilement. Un autre avantage de ce matériau est que l'énergie grise de fabrication d'une fenêtre en PVC est beaucoup moins importante (environ sept fois moindre) que celle d'une fenêtre en aluminium. Le PVC a néanmoins des inconvénients et notamment il ne s'adapte pas aux fenêtres de très grandes dimensions.
Un élément du style architectural
La fenêtre permet l'organisation de l'espace avec sa hauteur liée avec la profondeur de la pièce pour le calcul de la répartition de la lumière et elle est décorative en formant l'apparat de la demeure.
La fenêtre a pu imposer une architecture où le mur est le moins présent possible, aussi bien pour l'habitat que pour les espaces où on travaille. Les vitrines du commerce ont imposé l'usage de colonnes en fonte de support et de linteaux monolithes en façade de rue à la fin du XIXe siècle pour les galeries marchandes. La fausse-fenêtre, qui n'est qu'une formulation du mur plein (sans vitrage), a pris sa place dans l'architecture où la psychologie de l'individu percevant l'espace totalement fermé ou possiblement ouvrable prend le pas sur la simple matérialité fonctionnelle8. Le mur translucide ou transparent, qui transmet la lumière sans avoir de fenêtre, élément qui peut s'ouvrir, est apparu au début du XXe siècle9 et nie presque la conception de la baie même à fenêtre fixe dans le mur. Le mur se transforme enfin à la fin du XXe siècle pour des raisons d'économie d'énergie en un mur de verre possédant des ouïes d'ouverture réglables placé à faible distance devant un mur plein porteur accumulateur d'énergie solaire aux baies plus conventionnelles.
Les éléments constitutifs de la fenêtre et sa quincaillerie composent, par leurs diverses matières, la décoration intérieure.
Le vitrage a changé au cours des temps sa modularité : les multiples petits carreaux carrés portés par le châssis sont devenus la très grande glace unique autoporteuse. Dans une certaine culture traditionnelle, les petits carreaux à bords taillés portés par croisillons sont restés signe d'élégance. Les dimensions qui dénotent dans une fenêtre cette élégance se sont stabilisées, alors qu'à son origine il s'agissait de posséder des fenêtres de plus en plus grandes à carreaux de plus en plus grands, en conséquence de la mode élégante d'afficher sa modernité. Cette mode a été très coûteuse avant la révolution industrielle du XIXe siècle et donc était distinctive. Ces notes de style font choisir souvent de remplacer pour des impératifs techniques ou pour des raisons de marketing les battants à vitrage simple des fenêtres restaurées ou neuves par des double vitrages à grandes glaces qui ont une forme de croisillons bien apparents en sandwich entre elles. L'esprit baie très grande s'est poursuivi dans certaines architectures modernes sans se montrer impérieux dans le concept de modernité. Il est le signe de la distinction moderne portée par l'architecture actuelle autre qu'historicisante. L'apparence du verre est maintenant variée, il peut même être sérigraphié avec des motifs ornementaux ou publicitaires pour les fenêtres à l'extérieur, et sert aussi fortement les fenêtres intérieures.
On a pu colorer la lumière d'ambiance intérieure par l'emploi de rideaux mais aussi de verre teinté (dans les habitations au XIXe siècle).
Le style de la façade doit beaucoup aux styles très variés des fenêtres, elles ne sont cependant pas formelles pour décoder le style car leurs transformations au cours du temps ont pu être très importantes pour respecter les normes de confort et la mode :
- arcs : roman, brisé gothique avec meneau flamboyant en pierre ajourée, en anse-de-panier Art nouveau, néo-gothique tri-lobé ;
- frontons et consoles peuvent être néo-classiques ou porter des armoiries très récentes, celles par exemple de villes l'affichant sur leurs bâtiments, les communs, pour beaucoup pour la première fois au début du XXe siècle.
L'allège style 1920 porte parfois un bas relief.
La fenêtre moderne apparaît avec la croisée, l'emblème de l'architecture de la Renaissance où la religion domine en marquant toute forme d'art. Elle est conçue à partir des règles esthétiques du carré donnant le rectangle d’or. On rabat à la verticale les diagonales du carré pour constituer les grands côtés du rectangle formés par les jambages en hauteur des quatre baies, on sépare en deux parties symétriques la fenêtre par le meneau vertical en pierre taillée symbolisant le pied de la croix latine chrétienne, la traverse de la croix en pierre divisant en hauteur la fenêtre est normalement positionnée en reformant le carré du bas. Cette croisée a donné la baie de moindre portée formée par une moitié verticale selon cette conception, un demi-carré délimité par une demi-traverse dans un demi-rectangle d’or, en général composant une ouverture dans des pièces de second ordre et affirmant encore plus une verticalité en façade. Elle a aussi donné la croisée dont la croix latine est constituée en bois dans le second œuvre, la forme étant restée très généralisée jusqu'au milieu du XXe siècle et autorisant de deux à quatre battants par châssis suivant sa hauteur.
Le fenêtrage, l'ensemble architectural des fenêtres avec leur disposition, est un élément essentiel de l'esthétique de la façade constitué à partir de la Renaissance. La fenêtre est associée à l'importance entendue dans l'organisation du logis de la pièce éclairée. Les fenêtres ont une grande surface dans les pièces nobles. Dans le cas général des ouvertures secondaires, elles sont de moindre surface et rendues moins visibles10.
Certaines fenêtres éclairent avec un seul percement du mur deux pièces superposées sur deux étages.
Certaines portes-fenêtres se multiplient sur la façade en disposition centrée associées aux balcons, ou donnent un rythme par leur répétition sur la façade dans le classicisme avec l'ordonnancement du « tant plein que vide » qui signifie que les contrevents extérieurs rabattus ouverts sont quasi jointifs et semblent former sur la façade des baies aux contrevents fermés.
L'obligation de se tenir à la symétrie oblige à une convention de style dans le classicisme qui considère qu'une fenêtre avec allège mise dans un renfoncement aligné de baie est équivalente aux portes-fenêtres.
Une fenêtre dont la baie « coupe » le cordon, la frise, marquant le niveau en façade est une fenêtre dite « pendante ».
Certaines fenêtres en chien-assis ont autorisé l'aménagement de combles (à la Mansart).
Certaines fenêtres à claire-voie font respecter par principe les réserves concernant la vue possible tout en conservant l'éclairage dans des bâtiments comme les églises, les lycées, les palais de justice, les prisons.
Certaines fenêtres d'atelier en sous-sol de bâtisse ont été cachées, transformées en soupiraux classiques. D'autres plus tard soustraient la vue constituant une distraction d'attention par les verrières hautes qui sont l'un des versants de toit de halls industriels à partir du XIXe siècle.
Certaines fenêtres ont pris un principe de forme horizontal et non plus vertical en passant du châssis double au châssis triple pour l'habitat au XXe siècle conçu par des architectes tenant compte des fonctions hygiéniques nouvellement montrées du soleil entrant dans les pièces11.
Certaines fenêtres de l'architecture vernaculaire et de l'architecture hippie sont là par nécessité économique ou volonté idéologique. Provenant de véhicules dont on a récupéré les fenêtres, elles profitent du design industriel qui a fourni une grande richesse de formes au XXe siècle.
Certaines fenêtres ne se distinguent pas du restant du remplissage en glaces opaques des murs rideaux de la façade des édifices modernes, conséquence du châssis vitré à nouveau fixe imposé par le conditionnement de l'air.
La fenêtre a aussi ajouté des fonctions nouvelles : pour les grandes demeures, on passe de l'orangerie à la serre au XVIIe siècle. Cela permet, outre une activité de culture détachée du climat, d'obtenir des jardins intérieurs d'agrément. Puis on crée des vérandas confortables au XVIIIe siècle et des marquises transparentes aussi pour les petites demeures. Mais en même temps résiste l'usage dans les cases créoles et les villas californiennes de baies simples, ouvertures munies de pare-soleil et de panneau moustiquaire.
Typologie des fenêtres
Fenêtres à coulissement dans un plan parallèle
- Fenêtre à guillotine ou fenêtre à l’américaine : un châssis remontant et un châssis fixe ou bien deux châssis mobiles solidarisés par câbles pour « monter-descendre » en coulissant verticalement dans le dormant.
- Fenêtre coulissante : un châssis mobile et un châssis fixe ou bien deux châssis mobiles coulissant horizontalement et parallèlement dans le dormant. C'est un type de fenêtre assez courant pour des ouvertures de grandes dimensions exposées au vent, par exemple les baies de véranda, ou comme fenêtre simple dans des lieux sécurisés comme les écoles et hôpitaux.
Fenêtres à axes de rotation verticaux
- Fenêtre à la française : ouvrants en vantail pivotant verticalement sur leur bord vers l’intérieur, avec charnières sur le dormant. Elle est souvent complétée par un châssis fixe horizontal situé sous le vantail ouvrant12.
- Fenêtre à l'anglaise : ouvrants en vantail pivotant verticalement sur leur bord vers l’extérieur, avec charnières sur le dormant (comme des contrevents extérieurs)13. Ce type de fenêtre est dénommé french window par les Anglo-Saxons.
- Fenêtre arquée : baie vitrée incurvée. Les fenêtres arquées sont conçues pour créer de l'espace en se projetant au-delà du mur extérieur d'un bâtiment et de fournir une vue plus large sur le jardin ou la rue à l'extérieur et généralement combiner quatre ou plusieurs fenêtres à battants, qui se joignent pour former un arc.
- Fenêtre en baie, oriel, balcon vitré : fenêtre en saillie vers l'extérieur depuis les parois principales d'un bâtiment créant la formation d'une pièce avec baie vitrée, formant un plan rectangulaire ou trapézoïdal.
- Fenêtre pivotante : un ouvrant à pivot vertical en son milieu pivotant sa moitié droite ou gauche vers l’extérieur et son autre moitié vers l’intérieur en rotation.
- Fenêtre accordéon : ouvrants rendus solidaires par articulation verticale et guidés horizontalement par le dormant en repliement en accordéon.
Fenêtre à axes de rotation horizontaux
- Fenêtre basculante : axe constitué de deux pivots n'étant pas sur le dormant mais plus centralement (souvent à la moitié ou plus haut). Modèle très courant en fenêtre de toit, mais aussi en traditionnelle.
- Fenêtre à soufflet ou abattante : un ouvrant basculant horizontalement en projection vers l’intérieur sur son bord inférieur avec charnières sur le dormant.
- Fenêtre à auvent (awning window en anglais) : un ouvrant basculant horizontalement en projection vers l’intérieur sur son bord supérieur.
- Fenêtre à l'italienne : un ouvrant basculant horizontalement vers l’extérieur en descendant son bord supérieur par guidage dans les montants du dormant et relié à son bord bas au dormant par des barres.
- Fenêtre à la canadienne : un ouvrant basculant horizontalement vers l’intérieur en remontant son bord inférieur par guidage dans les montants du dormant et relié au dormant à son bord haut par des barres.
- Fenêtre à l'australienne : un ouvrant du dessous basculant horizontalement vers l’intérieur en remontant son bord inférieur par son guidage dans les montants du dormant et retenu au dormant sur son bord haut par une extrémité des barres pivotantes en leur milieu qui le solidarisent avec l'ouvrant du dessus, — si laissée ouverte, en cas de pluie légère, ce type de fenêtre évacue l'eau d'elle même — ; ou un ouvrant du dessus basculant horizontalement vers l’extérieur en descendant son bord supérieur par son guidage dans les montants du dormant et retenu au dormant sur son bord bas par l'autre extrémité des barres pivotantes en leur milieu qui le solidarisent avec l'ouvrant du dessous.
- Fenêtre scandinave : chaque vantail s'ouvre vers l'extérieur.
Multi-axes
- Fenêtre oscillo-battante : fenêtre pouvant s'ouvrir par un axe vertical ou basculé sur un axe horizontal bas, très intéressant pour l’entrebâillement par le haut ;
- ouvrants en vantail pivotant verticalement sur leur bord vers l’intérieur avec fiches de charnières latérales activées et fiches de charnières basses désactivées sur le dormant pour la première position ;
- en deuxième position, vantaux basculant horizontalement en imposte vers l’intérieur sur leur bords inférieurs avec fiches de charnières basses activées et fiches de charnières latérales désactivées sur le dormant. Type de fenêtre assez courant dans une cuisine.
Autres
Quelques chiffres
En France, selon l’Union des fabricants de menuiseries extérieures14, en 2012, environ 11 millions de fenêtres ont été produites (soit 10 % de moins qu’au plus fort de l'activité en 2006). C’est le secteur de la rénovation du résidentiel qui en achète le plus (73 % du marché), poussé par la recherche d’économies d’énergie (64 % des fenêtres fabriquées en 2012 annonçaient un coefficient d’isolation thermique (Uw) compris entre 1,4 et 2,0, contre 58 % en 2010). La tendance est aux fenêtres plus isolantes et donc plus épaisses, et munies de verre plus épais (Le double vitrage de 20 mm d’épaisseur a presque disparu et le double vitrage de 24 mm régresse au profit du 28 mm, qui gagne progressivement du terrain. Cette taille de double vitrage passe en effet de 7 % en 2006 à 15 % deux ans plus tard.). En 2012, le PVC domine les ventes (61 % des ventes en France), devant l’aluminium (23 %) et le bois (stable par rapport à la dernière étude, qui représente 13 % des parts de marché). La menuiserie mixte, elle, reste un marché de niche avec 3 % du marché.
Une fenêtre était en moyenne vendue 407 euros HT par le fabricant (+ 5,7 % depuis 2010), pour 806 euros HT une fois posée (- 2,5 % depuis 2010).
Parmi les fenêtres posées en France, 7 % seraient issues de l'importation14.
Caractéristiques énergétiques
Coefficients thermiques
Les coefficients employés pour décrire les performances thermiques d'une fenêtre sont de deux types : U pour la conductivité thermique (inverse du pouvoir isolant), S pour le facteur solaire ou capacité à transmettre la lumière solaire à l'intérieur de la pièce.
- Ug
- Coefficient de transfert thermique du vitrage, g pour glass, en W/m²K. Autour de 1,1 W/m²K pour un double vitrage
- Uf
- Performance thermique du cadre de fenêtre, f pour frame. Le PVC est performant, notamment du fait de chambres d'air. Cette performance ne prend pas en compte l'énergie grise.
- Uw
- Conductivité thermique de la fenêtre, w pour window en W/m²K. Prend en compte les indices précédents. Les valeurs courantes sur le marché sont entre 1 et 2 W/m²K.
- Sw
- Facteur solaire, sans unité, entre 0 (opacité totale) et 1 (transparence totale théorique). Cette valeur doit être élevée en hiver pour capter l'énergie solaire, mais peut être abaissée en été par des volets, un store, une casquette.
Température
Une ouverture de fenêtre conduit à une baisse de température et donc à une consommation accrue d'énergie de chauffage.
Exemple illustrant une baisse de température induite par une fenêtre ouverte entre 10 h et 12 h15.
Normes
En Europe, les fenêtres sont testées dans des essais AEV afin de déterminer leur imperméabilité à l'air (A1 à A4), à l'eau (E1 à E9) et au vent (V1 à V5). Le cas le plus courant est sans-doute A2 E4 VA2.
En France, la norme à respecter dépend de la zone géographique (littoral, continent, DOM), de la hauteur des menuiseries, et de l'environnement (ville, campagne, lac).
En France, la norme NF reste stable (53 % du volume produit en France en 2012)14.
Notes et références
- (en) Amanda Lafleur, Benjamin Forkner, « A Cajun French-English Glossary » [archive], sur lsu.edu, Louisiana State University (consulté le ).
- Définitions lexicographiques [archive] et étymologiques [archive] de « gueule-de-loup » dans le Trésor de la langue française informatisé, sur le site du Centre national de ressources textuelles et lexicales.
- André Corvisier, Précis d'histoire moderne, Presses universitaires de France, , p. 10.
- Aluminium thermolaqué ou plaxé (thermocollage à chaud d'un film pour donner par exemple un effet bois).
- PVC teinté dans la masse, thermolaqué ou plaxé.
- « Fenêtre » [archive], sur regulirovka-okna.kiev.ua
- Définitions lexicographiques [archive] et étymologiques [archive] de « galandage » dans le Trésor de la langue française informatisé, sur le site du Centre national de ressources textuelles et lexicales.
- Les fausses fenêtres sont présentes dans le foyer de l'Opéra Garnier prévu comme un lieu favori de rencontres galantes.
- Avec l'architecture de la Farnsworth House de Mies van der Rohe (1930) et celle de la maison de verre à mur de béton et blocs de verre de Pierre Chareau (1931).
- Par exemple des ouïes d'aération restent plutôt des fentes verticales dans l'esprit de la construction maçonnée ancienne et ne sont horizontales que si leur usage l'impose (voir le soupirail).
- Une grande partie des constructions d'habitation populaire qui aboutissent à la formulation des appartements actuels prend forme sous l'impulsion de philanthropes et de médecins (mouvement hygiéniste).
- « Principe de la fenêtre à la française » [archive], sur futura-sciences.com (consulté le ).
- « Principe et utilisation de la fenêtre à l'anglaise » [archive], sur futura-sciences.com (consulté le ).
- Source : Enquête bisannuelle de l’UFME (Union des fabricants de menuiseries extérieures) qui interroge les principaux fabricants de profilés adhérents au SNEP et SNFA, 60 fabricants industriels de fenêtre et pose chantiers, 400 points de vente et 1 400 entreprises artisanales de fabrication et/ou de pose de fenêtres.
Voir aussi
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Bibliographie
Articles connexes
- Protections solaires, intempéries, décorum :
Liens externes
Porte
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Porte est un nom commun et un nom propre. Il désigne d'abord une ouverture dans un mur ou une paroi, puis par extension un objet que l'on peut ouvrir ou fermer pour rentrer ou sortir d'une pièce. On l'appelle également un huis, bien que ce mot tombe aujourd'hui en désuétude.
Nom commun
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- Porte, sur le Wiktionnaire
- En architecture et urbanisme :
- une porte est une ouverture assurant le passage pour entrer dans l'édifice ou pour circuler dans ses pièces, passage pouvant être fermé par un élément de menuiserie ;
- une porte de ville est une ouverture dans les remparts ou la muraille d'une ville (voir aussi avant-porte). Ce peut aussi être un monument bâti à l'entrée de la cité ou aux abords du centre-ville pour marquer un fait historique ou un personnage considéré comme glorieux ;
- une porte par extension, en géographie urbaine, une zone d'entrée d'une grande voie de circulation routière (avec échangeur d'autoroute) pénétrant dans la périphérie d'une ville importante (voir notamment Portes de Paris et Catégorie:Porte de Paris).
- En géographie, porte (porte de ...) désigne une ville située sur un circuit commercial maritime ou terrestre aux fonctions essentielles dans les échanges entre régions, entre pays.
- En histoire, la Sublime Porte est le nom de l'Empire ottoman dans le milieu diplomatique.
- En mathématiques, la fonction porte est nulle partout, sauf entre -1 et 1, où elle vaut 1.
- En électronique, une porte logique est un élément appliquant une fonction logique de l'algèbre de Boole.
- En informatique, une porte dérobée est une fonctionnalité inconnue de l'utilisateur légitime, qui donne un accès secret au logiciel.
- En anatomie, un système porte désigne une partie d'un système circulatoire sanguin qui relie deux réseaux capillaires de même type
- la veine porte amène le sang de l'appareil digestif vers le foie.
- En équipement militaire, une porte belge est un élément de Barrières Cointet
Patronyme
- Danielle Porte (1946-), latiniste et historienne française
- Didier Porte (1958-), journaliste, chroniqueur et humoriste français
- Fiona Porte (1989-), traileuse française
- Gérard Porte (1950-), médecin-chef du Tour de France cycliste
- Gilles Porte (1965-), réalisateur, scénariste, directeur de la photographie et photographe français
- Jacques Porte (1910-1991), compositeur, musicologue et musicothérapeute français
- John C. Porte (1883-1919), pionnier britannique de l’hydraviation
- Mireille Suzanne Francette Porte, dite Orlan (1947-), artiste plasticienne française
- Nathalie Porte (1973-), femme politique française, députée du Calvados
- Richie Porte (1985-), coureur cycliste australien
- Robert Porte (1923-1966), acteur français
- Valentin Porte (1990-), handballeur français
Toponyme
Autres
Voir aussi
Catégories :
Plomberie
Outils de plomberie :
1 : cintreuse
2 : matrice à collets battus
3 : coupe tube.
La plomberie est une spécialité de l'ingénieur en mécanique appliquée au bâtiment et du plombier spécialisé, regroupant l'ensemble des techniques utilisées pour faire circuler des fluides (liquide ou gaz) à l'aide de tuyaux, tubes, vannes, robinets, soupapes, pompes aux différents points d'usage d'une installation. Le mot a pour origine le terme latin pour plomb (plumbum) et provient de l'utilisation de ce métal malléable pour réaliser les installations de plomberie au cours des siècles précédents.
Ces techniques se sont améliorées au fil du temps grâce à l'évolution des connaissances scientifiques et à leur mise en application. Les premières applications systématiques de la plomberie ont été la mise en service de la gravité et des premières pompes, en agriculture, pour l'irrigation au moyen de pentes et de fossés.
Histoire et objectif
Les
Babyloniens1 ou les
Perses : les premières villes fortifiées ont développé des systèmes d'
aqueduc qui permettaient de subir des sièges prolongés par l'utilisation de rivières souterraines.
Les villes des Sumériens (comme Haran) présentaient parfois des systèmes d'égouts et d'alimentation en eau individuels. Les Incas, les Chinois et plusieurs peuples asiatiques ont développé les plateaux de culture étagés le long des pentes des régions montagneuses avec l'installation de systèmes d'irrigation sophistiqués qui sont les précurseurs des aqueducs.
Les Égyptiens ont développé des systèmes d'irrigation (des fossés) alimentés par des pompes manuelles constituées d'une perche avec contrepoids à laquelle était fixée une peau attachée comme récipient pour élever l'eau jusqu'au début du fossé d'irrigation des cultures. Les Égyptiens auraient aussi développé l'utilisation de tubes de cuivre pour la distribution de l'eau dans certains temples ; Un tube de cuivre datant d'environ 2 750 av J.-C. est présenté au musée de Berlin, et il en existe un exemple provenant d'un temple proche de la pyramide de Sahourê à Abousir2.
Les Grecs : déjà Archimède inventa une des premières pompes à vis qui porte encore son nom de nos jours (vis d'Archimède). Cette pompe alimentait les fossés pour l'irrigation agricole.
Les Romains construisirent des systèmes d'égouts souterrains (comme le Cloaca Maxima) sous les voies carrossables et des aqueducs qui allaient chercher l'eau potable nécessaire à la vie à des sources élevées, et à de très grandes distances des villes desservies.
Outre ces aqueducs, les ingénieurs romains ont créé des systèmes complexes de distribution d'eau par gravité, qui se terminaient à l'intérieur des villes par l'alimentation des fontaines et des bains publics "les thermes" qui ont permis une nette évolution dans la propreté sanitaire des personnes. L'évolution des techniques de distribution de l'eau au moyen de tuyaux de plomb soudés a probablement compté pour une part dans la déchéance de la civilisation romaine3, en raison de la maladie générée par le plomb (voir saturnisme).
Les historiens disposent de peu de documents décrivant précisément le système de plomberie ou évoquant les dates de son installation. Mais les couches de sédiments déposés en aval des sorties d'égouts, sédiments qui ont saisonnièrement et annuellement enregistré les variations de teneur en différents métaux. Des chercheurs ont récemment étudié 177 échantillons prélevés dans la colonne des sédiments portuaires d'une ancienne zone portuaire romaine (Ostie, le premier port de la ville antique de Rome) en aval d'un exutoire d'égout romain. Par datation au radiocarbone ils ont pu dater chaque couche sédimentée. Ces analyses ont mis en évidence une forte augmentation de la concentration de plomb en aval de l'exutoire portuaire de ces anciens égouts.
Cette étude (publiée en 2017) apporte trois informations historiques nouvelles et d'importance :
- c'est au cours du second siècle avant J.C. (c'est à dire 300 ans après la construction du grand aqueduc) que les canalisations de plomb de cette ville ont été installées. Durant trois siècles les Romains ont bu de l'eau de fontaine sans plomb, puis durant un siècle (de guerre et de décadence selon les historiens) nombre d'entre eux ont bu de l'eau acheminée par des tubulures de plomb soudé4. Une première découverte est que ces tuyaux ont irrigué la ville en eau (polluée) considérablement plus tôt que ne le pensaient jusqu'alors les historiens (environ 150 ans plus tôt) au vu des preuves archéologiques disponibles concernant les tuyaux de plomb installés dans l'empire romain4. Les analyses isotopiques montrent qu'il ne s'agit pas de plomb d'origine "naturelle"4 ;
- Une seconde information nouvelle est qu'un siècle après l'installation de ce réseau de distribution en plomb, le taux de plomb a nettement diminué dans le sédiment du port, traduisant une panne ou un abandon partiel du système d'alimentation et/ou d'évacuation des eaux4. Ce calendrier rétrospectif est cohérent avec les dates connues des guerres civiles romaines à cette époque, qui ont sans doute contribué à faire négliger l'entretien des canalisations4 ;
- Le troisième apport de cette étude est qu'elle apporte des éléments de preuve que non seulement les Romains se sont probablement empoisonnés avec leur "eau du robinet" et de fontaine (qui contenait environ 100 fois plus de plomb environ que l'eau de source3) et via leurs récipients d'étain contenant du plomb5, mais - au vu des teneurs en plomb trouvées dans les sédiments de cette époque - il est permis de penser que le poissons, les poulpes, les mollusques, les oursins et les crustacés pêchés dans le port et à son aval aient aussi pu être contaminés par le plomb4 ; au détriment des écosystèmes marins locaux (et des oiseaux marins et de rivages) d'une part, et aussi au détriment de la santé des consommateurs de ces produits de la mer, qui étaient à l'époque des mets très appréciés de l'aristocratie et de la population romaine. D'autres grandes villes romaines ont probablement des problèmes similaires dont Naples6.
Dans les siècles qui suivent longtemps les réseaux de distribution d'eau sont du ressort du fontainier qui collabore activement avec les plombiers ouvriers spécialisés dans le travail du plomb mais aussi les pompiers, les spécialistes des pompes. Les installations sont alors essentiellement publiques (fontaines, etc.). Ce n'est qu'à partir du début XIXe siècle qu'elles se répandent progressivement à l'intérieur des appartements. L'invention du premier WC (Water Closet), qui devient ensuite le « cabinet d'aisance avec réservoir de chasse » est à lui seul un grand pas vers la modernité, en introduisant les groupes sanitaires dans les immeubles.
Objectifs
Les objectifs de la plomberie visent à permettre une meilleure hygiène et faciliter la vie en société en permettant de rencontrer les besoins fondamentaux biologiques de l'être humain. On sait déjà que respirer, boire et évacuer les déchets est fondamental et essentiel. La grande concentration d'humains sur de petits territoires oblige à de telles mesures sanitaires.
Améliorer la salubrité des résidences, des villes par les techniques de la plomberie, la construction des services d'égouts et d'aqueducs. On peut comparer les services rendus par la plomberie à ceux qui l'ont été par l'invention de la collecte des vidanges par monsieur Poubelle. La santé des citadins a pu s'améliorer et permettre la croissance des villes dans des conditions d'hygiène en dépit de l'augmentation de la population sur un espace restreint de territoire.
Le drainage des appareils de plomberie
Pour obtenir une bonne efficacité du renvoi d'un appareil, des évents sont nécessaires pour permettre le passage de l'air. Quand nous mettons de l'huile dans le moteur d'un véhicule à partir d'une canette métallique, on perce le dessus du contenant à deux endroits opposés sur le couvercle. Le but est de permettre un écoulement régulier par l'introduction d'air dans la boite. La même procédure s'applique pour la tuyauterie afin de faciliter la vidange des appareils sans que le siphon se désamorce à la fin du cycle.
Principes en Amérique
L'installation de la plomberie est régie en Amérique du Nord par des codes d'installation strictes de type directifs et/ou de performance.
Les codes directifs obligent l'installateur à faire ceci ou cela. Le code de performance décrit le rendement minimum que l'installation doit rencontrer. Les nouveaux codes en préparation sont des codes de performance.
Pour obtenir le droit de travailler dans sa spécialité, l'artisan obtient sa carte de compétence après avoir suivi un cours plus ou moins long dépendant de la spécialité embrassée. Des stages de formation viennent compléter les études : en 2009 l'entrepreneur doit posséder sa carte de compétence pour le gaz naturel, pour la vapeur, les gicleurs, la soudure de pipeline, en fonction de sa spécialité.
Pour travailler dans le domaine institutionnel, commercial ou industriel le plombier doit savoir lire les plans, connaître les mesures de sécurité, avoir une expérience des matériaux, leur manipulation, leur installation, de leur résistance, connaitre les supports et ancrages appropriés, etc.
Distribution d'eau (courbe de Hunter)
Le Dr Roy B. Hunter du National Bureau of Standards, actuellement NIST, a développé des tables7 pour déterminer les charges de la demande pour les appareils de plomberie. Ces courbes basées sur la probabilité simultanée d'utilisation des appareils, a permis d'élaborer un graphique de la demande pour éviter le sous ou sur-dimensionnement de la tuyauterie. Ce graphique simple à utiliser est reconnu comme fiable par la communauté des concepteurs et ingénieurs. La courbe de Hunter a été construite à partir de l'appareil unitaire qui s'appuie sur le débit d'eau du plus petit appareil de plomberie (le robinet d'un lavabo vaut un appareil unitaire).
Il s'agit d'un outil auquel le concepteur doit ajouter son jugement, parce que cette courbe ne peut être utilisée pour un réseau municipal ou un gros édifice à logements (un édifice multi-logements). Les théâtres, arénas, lieux de rassemblement publics font partie des exceptions qui sortent de la courbe ; par exemple : quand il y a une partie d'un sport national à la télé, entre les périodes de jeu tout le monde va uriner en même temps, ce qui fausse cette courbe de demande.
Matériaux
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Les matériaux utilisés pour la tuyauterie sont :
Parmi ces matériaux, le plombier utilise préférentiellement ceux qui relèvent de la mécanique appliquée au bâtiment, notamment ceux destinés au sanitaire. La tuyauterie pluviale (drainage, etc.)[à vérifier], au-delà d'un mètre à l'extérieur de l'édifice, relève quant à elle du génie civil.
Les raccordements entre les tuyaux peuvent être faits par :
- joints mécaniques,
- compression (pour les tuyaux de fonte, certains tuyaux de plastique et de glaise vitrifiée),
- étoupe/plomb pour les tuyaux de fonte avec cloche,
- joints taraudés ou joints filetés ou soudage pour les tuyaux d'acier,
- brasage pour les tuyaux de cuivre,
- ciment pour les tuyaux de ciment,
- fusion pour les tuyaux de plastique,
- joints toriques pour les tuyaux PER ou IPEX[Quoi ?].
Le choix de la robinetterie est important selon le produit qui est acheminé dans la tuyauterie et en fonction de l'application. Lorsque l'utilisation de pompes s'impose, une attention particulière doit être apportée à la cavitation qui peut se produire dans certaines applications et/ou circonstances. Ainsi pour contrôler des gaz, un robinet à pointeau ou un robinet à boisseau sera utilisé plutôt qu'un robinet vanne.
Un robinet à boulet, ou robinet à bille, peut avantageusement remplacer un robinet à vanne pour les petits diamètres. Les robinets à soupape ou à jupe se prêtent mieux au contrôle du débit. Le robinet à vanne sert à arrêter le passage du fluide et non à en contrôler le débit. Une vanne papillon offrira un service semblable à la vanne pour les grands diamètres (64 mm et plus), elle peut aussi servir au contrôle du débit avec une certaine efficacité.
Les raccordements cuivre/acier sont à éviter. L'usage d'un raccord de bronze ou d'un joint diélectrique permet d'éviter la corrosion galvanique.
La tuyauterie rigide doit être supportée à intervalles tandis que la tuyauterie flexible doit être supportée sur toute sa longueur. Il est important de noter que pour les édifices en hauteur et les édifices où il y a rassemblement de nombreuses personnes, des ancrages parasismiques doivent être ajoutés comme dans les hôpitaux, arénas et les lieux publics.
Étant donné la grande diversité des matériaux, la disponibilité de ceux-ci, le travail du choix final implique aussi la responsabilité de l'entrepreneur installateur et ainsi la responsabilité de l'ingénieur. Le représentant de la compagnie qui vend ou fabrique les nouveaux matériaux sur le marché fait connaître ceux-ci à l'ingénieur et à l'entrepreneur. L'expérience vient des mauvais essais relatifs au non-respect des garanties ou de la non performance des données publiées au départ[pas clair]. Il est aussi possible qu'une mauvaise application d'un bon produit cause le problème.
Lors de grands projets, c'est l'ingénieur en mécanique appliquée au bâtiment qui spécifie les matériaux à utiliser, prépare les plans et devis, surveille l'exécution des travaux, et/ou assume la responsabilité de l'installation et/ou partage celle-ci pour autant que toutes les règles de l'art aient été respectées par l'entrepreneur en plomberie.
Application géographique
Le travail du plombier s'arrête à un mètre du mur extérieur du bâtiment. À partir de là jusqu'à l'égout public ou à la fosse septique, c'est l'égout de bâtiment. Les travaux pour l'égout de bâtiment sont plutôt exécutés par l'entrepreneur général tout comme le terrassement, le pavage, etc.
Le terme plomberie couvre plusieurs corps de métiers. Tous visent à la mise en pratique de principes scientifiques (ingénierie) comme la thermodynamique, la gravitation, la viscosité des fluides, pour le confort et la salubrité. (les sciences biologiques et médicales sont intimement reliées à la notion de confort. - Le confort est reliée au fait que le corps humain est homéotherme ; c’est-à-dire que la température intérieure du corps doit être constante. - Le confort c'est dissiper notre surplus de chaleur à la même vitesse qu'on la fabrique.)
Les principes scientifiques sont appliqués en réfrigération (voir Sadi Carnot) (avec un gaz, de l'eau), en chauffage avec un caloporteur (l'eau, le glycol, la vapeur), en protection incendie (par des systèmes de gicleurs automatiques), les systèmes d'extinction incendie au CO2, les systèmes de vacuum, le transport d'huile ou du gaz naturel, air comprimé, gaz médicaux, industrie chimique et pétrochimique, industrie alimentaire, etc.
La plomberie couvre aussi de nos jours le transport de l'eau pour divers usages dont plus usuellement les applications domestiques et résidentielles.
On sait que pour le traitement des eaux usées il est toujours plus facile de purifier l'eau le plus près possible de sa source polluante.
Parmi les applications nouvelles et les matériaux plus facilement utilisables, il y a le PER (PEX en anglais)
Égout de bâtiment :
- Combiné : canalise les eaux pluviales, sanitaires ou industrielles
- Sanitaire : canalise exclusivement les eaux sanitaires
- Pluvial : canalise exclusivement les eaux pluviales
Applications nouvelles
La plomberie est devenue beaucoup plus accessible aux bricoleurs dans la mesure où il n'est plus nécessaire d'avoir tout l'outillage et le savoir-faire, particulièrement pour le brasage. On trouve actuellement des composants en plastique qui s'assemblent par simple collage (CPVC chlorure de polyvinyle) ou des raccords à visser permettant le raccordement des différents accessoires (robinets, etc.) ou à une ancienne installation en cuivre. Il existe même des tuyaux souples comme le PER (Polyéthylène Réticulé haute densité) pour l'intérieur et le PE (Polyéthylène basse densité) pour l'extérieur (arrosages, fontaines, mares...).
Il reste cependant au bricoleur à savoir schématiser son installation. Dans cette lignée, il y a aussi le Duratec Système Airline qui est destiné à l'air comprimé et aux gaz. Ce tuyau d'aluminium est chemisé de plastique et est doublé à l'intérieur par du plastique. Les raccords sont dotés de joints toriques.
Notez aussi que le PER est appelé PEX dans le monde anglo saxon.
Ce système est réputé pour son application en matière de distribution de l'eau dans une résidence unifamiliale, duplex, maison préfabriquée ou roulotte, du plus elle considérée comme très économique. Un outil spécial doit être utilisé pour réaliser de bons raccordements et de bons joints. Cependant, pour les immeubles d'habitation collective de 6 logement et plus ainsi que pour les édifices publics, on recommande l'utilisation du cuivre à cause des propriétés bactériostatiques de ce métal.
Cependant pour une application à logements multiples on devrait augmenter la tuyauterie d'un diamètre à cause des joints et raccords qui ont un diamètre plus petit que la tuyauterie. Cette restriction crée une turbulence dans l'écoulement du fluide, d'où une perte de pression qui oblige à l'augmentation de diamètre de la tuyauterie. Par contre ce type de tuyau flexible permet de sauver sur les raccords et joints tel que coudes 90 ou 45 et permet ainsi d'effectuer les changements de direction par de grands rayons, ce qui facilite l'écoulement linéaire sans turbulence.
Évacuation des eaux
Pollution
Pour combattre la pollution des lacs et rivières par les eaux usées, des précautions s'imposent. Le traitement le plus économique et le plus efficace doit être fait à la source.
Économie de l'eau
Pour éviter la pollution, l'économie des eaux potables est requise. Il est aussi possible de réutiliser les eaux pluviales, en les stockant, et de les utiliser pour l'arrosage des pelouses, pour l'évacuation des cuvettes des appareils sanitaires.
Types d'eaux « souillées »8
Les eaux usées (eaux grises) sont évacuées des éviers, des lavabos, des douches, des baignoires et des lessiveuses. Elles sont qualifiées d'eaux grises et peuvent servir à l'arrosage de terrains, pelouses et jardins. Il y a un potentiel d'économie d'énergie en récupérant la chaleur des eaux grises pour l'appliquer au préchauffage de l'eau chaude domestique. Une étude économique au cas par cas doit être faite selon les régions pour justifier ce type de projet.
Les eaux-vannes (eaux noires) proviennent des cabinets d'aisance (WC) et urinoirs. Elles doivent être évacuées par les services d'égouts publics ou, quand les services publics sont inexistants, elles doivent passer par des fosses septiques et des champs filtrants avant d'être renvoyées dans la nature.
Les eaux usées techniques (eaux récupérées) proviennent des bâtiments de type industriel rejetant des produits toxiques dans leurs laboratoires. Ces eaux doivent être retraitées au sein de la structure industrielle avant d'être rejetées dans le réseau d'eaux usées. Après un traitement adéquat, elles peuvent cependant être réutilisées pour alimenter les urinoirs et toilettes, ou retournées dans la chaîne de l'industrie. (L'eau des tours d'eau des systèmes de réfrigération en est un bon exemple).
Les eaux pluviales et les eaux de surface sont en principe évacuées de préférence via des fossés et/ou des égouts pluviaux. Il n'est généralement pas nécessaire de traiter ces eaux dans les usines d'épuration quand on les renvoie dans la nature. Moyennant un traitement minimal, ces eaux peuvent être récupérées pour alimenter des douches, toilettes et urinoirs. Elles doivent être emmagasinées dans des réservoirs de plastique sombres à l'abri de la lumière pour empêcher la prolifération d'algues. La tuyauterie de distribution devra être aussi en plastique à cause de l'acidité : leur pH se situe entre 4 et 5, ce qui attaque le cuivre et l'acier.
Cependant dans les villes, les 15 premières minutes d'un orage génèrent des eaux noires à la suite du lavage des toitures et rues de la ville. Ces eaux devraient être traitées ; mais elles sont souvent dérivées dans nos rivières à cause des grands volumes de pluie qui dépassent la capacité maximale que les systèmes d'épuration peuvent traiter.
Dans le cas des bâtiments avec de nombreux utilisateurs, une petite usine d'épuration peut être requise quand les services d'égouts sont absents (voir usine d'épuration).
En principe, il est toujours préférable et plus facile d'effectuer le retrait des substances polluantes le plus près possible de la source. Par exemple, quand on utilise des produits radioactifs dans un hôpital, si ce produit est rejeté à l'égout sans être retiré, il va polluer les boues de l'usine d'épuration. Une fois contaminées, celles-ci deviennent inutilisables. Le même raisonnement s'applique aux médicaments, aux produits chimiques, aux pesticides et à certains produits domestiques non biodégradables, tel le phosphate.
Plomberie, eau potable et société
En 2010, grâce aux efforts du World Plumbing Council9, le est devenu la journée mondiale de la plomberie10. Cette journée a pour but de faire mieux connaître l'importance de la plomberie dans la question de l'accès à l'eau potable.
Toitures
Eugène Viollet-le-Duc appelle plomberie les « Ouvrages en plomb battu ou fondu, destinés à couvrir les édifices, à conduire les eaux, à revêtir des charpentes exposées à l’air. »11 Il désigne ainsi également les ouvrages de décoration, tels les crêtes et les épis, qui chapeautent le sommet des toits en pente et souvent réalisés en plomb.
Notes et références
- Dalley S (1993). Ancient Mesopotamian gardens and the identification of the hanging gardens of Babylon resolved [archive]. Garden History, 1-13.
- Histoires de cuivre [archive] ; Enseigner le cuivre, copperalliance
- Hugo Delile, Janne Blichert-Toft, Jean-Philippe Goirand, Simon Keay & Francis Albarède (2014) Lead in ancient Rome’s city waters | Edited by Thure E. Cerling, University of Utah, Salt Lake City, UT | résumé [archive]
- Hugo Delile, Duncan Keenan-Jones, Janne Blichert-Toft, Jean-Philippe Goiran, Florent Arnaud-Godet & Francis Albarède (2017) |Rome’s urban history inferred from Pb-contaminated waters trapped in its ancient harbor basins| Edited by Jeremy A. Sabloff, Santa Fe Institute, Santa Fe, NM, (reçu pour revue par les pairs le 17 avril 2017)|résumé [archive]
- Sumner T (2014) ScienceShot : Did Lead Poisoning Bring Down Ancient Rome ? [archive] ; 21 avril 2014
- Hugo Delile et al. (2016), A lead isotope perspective on urban development in ancient Naples| Proc Natl Acad Sci USA
- Rapport BMS 65: Method of Estimating Loads in Plumbing Systems a été publié par le National Bureau of Standards [archive]
- La réglementation "eaux potables" dans le bâtiment - mars 2011 [archive]
- (en) « Home - World Plumbing Council » [archive], sur World Plumbing Council (consulté le ).
- http://www.ciph.com/Governments_and_Other_Partners/News/Press_Release.php?id=780 [archive]
Voir aussi
Articles connexes
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Liens externes
Soudage
La soudure est un procédé d'assemblage permanent. Il a pour objet d'assurer la continuité de la matière à assembler. Dans le cas des métaux, cette continuité est réalisée par fusion à l'échelle de l'édifice atomique. En dehors du cas idéal où les forces inter-atomiques et la diffusion assurent lentement le soudage des pièces métalliques mises entièrement en contact suivant des surfaces parfaitement compatibles et exemptes de toute pollution, il est nécessaire de faire intervenir une énergie d'activation pour réaliser rapidement la continuité recherchée.
L'opération peut être appliquée aux métaux ainsi qu'aux matières thermoplastiques (voir soudure de plastiques) et au bois (voir soudure du bois). La soudure permet d'obtenir une continuité de la nature des matériaux assemblés : matériau métallique, matière plastique, etc. De ce fait, les techniques d'assemblage mécaniques (rivetage, boulonnage, agrafage…) ou par adhésion (collage), ainsi que les techniques de brasageNote 2 ne répondent pas à la définition du soudure.
Histoire du soudage
L'histoire du soudage est liée à l'histoire de la métallurgie.
Origines de la métallurgie
Mines et production de métaux dans le Moyen-Orient dans l'Antiquité.
Les sept métaux connus dans l'antiquité sont l'or (utilisé depuis -6000), le cuivre (-4200), l'argent (-4000), le plomb (-3500), l'étain (-1750), le fer (-1500) et le mercure (-750).
Les métaux ont déjà été trouvés et utilisés à l'état natif ou provenant d'une météorite de fer donnant le fer météorique connu en -6000. L'histoire de la métallurgie est liée à la mise au point des traitements techniques nécessaires pour en faire un matériau utilisable : le chauffage à une température suffisante et le forgeage.
Comme l'indique Bertrand Gille dans l'Histoire des Techniques, si l'utilisation des métaux natifs est relativement simple à expliquer, il en est autrement pour la réduction des minerais car elle suppose la mise en œuvre de plusieurs savoirs :
- savoir qu'on peut tirer un métal d'un minerai,
- savoir traiter le minerai en mettant en place différentes méthodes :
- savoir que la température est le vecteur essentiel pour extraire le métal du minerai, donc maîtriser la construction des fours.
L'ensemble de ces techniques nécessaires rend l'histoire des techniques à ses origines impossible. L'hypothèse qu'émet Bertrand Gille est le hasard d'une découverte dans un four de potier construit avec des pierres comprenant des minerais riches en métaux et de la chaux ou du plâtre intervenant comme réducteurs permettant d'obtenir une température suffisante.
La mise en place de la métallurgie suppose une organisation sociale particulière. Si la céramique ne suppose qu'une activité familiale, la métallurgie suppose la mise en place d'une industrie avec de nombreuses personnes, des spécialistes et un marché ouvert. On peut aussi constater que, dans les premiers temps, les pays producteurs de minerais ne sont pas les pays consommateurs de métaux. On s'empare alors du métal par échange ou par la guerre.
L'usage du feu comme agent de transformation pour obtenir un métal des minerais fait que la métallurgie apparaît peu après la céramique. Dans la Méditerranée orientale on connaît le charbon de bois et le four permettant d'obtenir une température élevée. Les recherches archéologiques ont montré que le cuivre est connu à Çatal Höyük vers -6600 et -6300. Cette période commence un premier âge des métaux appelé chalcolithique précédant l'âge du bronze.
La datation des différents âges des métaux dépend de la diffusion des métaux dans les différentes zones géographiques partagés entre :
-
Aire de diffusion de l'utilisation du cuivre natif au Chalcolithique
-
Aire de diffusion de la métallurgie à l'âge de bronze
Histoire du soudage
L’origine du soudage remonte aux âges des métaux :
L'exemple le plus ancien de soudage est la jonction entre l'anneau de suspension et le pendentif du Petit chien à bélière conservé au musée du Louvre (Uruk, 3300-3100 av. J.-C.).
Un autre exemple est constitué par de petites boîtes circulaires en or datant de l'Âge du bronze et assemblées par chauffage et martelage d'un joint constitué de deux surfaces se recouvrant. Il a été estimé que ces boîtes ont été fabriquées il y a plus de 2000 ans[réf. souhaitée].
Pendant l'Âge du bronze, les Égyptiens et les peuples de l'est méditerranéen ont appris à assembler par soudage des pièces en fer. Plusieurs outils datant approximativement de 3 000 ans ont été retrouvés[réf. souhaitée].
L'ancien historien grec Hérodote déclare dans Histoires (I,25) du Ve siècle av. J.-C. que Glaucos de Chios le seul homme justement qui ait trouvé l'art de souder le fer (on lui attribuait aussi la pratique de la trempe du fer). Le soudage a été utilisé dans la construction du Pilier de fer de Delhi, érigé à Delhi, à l'époque de Chandragupta II, et pesant 5,4 tonnes.
Des progrès du soudage à la forge par martelage sont rapportés au Moyen Âge, où les chaudronniers et les forgerons pilonnent le métal chauffé jusqu'à ce que la liaison ait lieu. En 1540, Vannoccio Biringuccio publie De la Pirotechnia, qui comprend des descriptions de l'opération de forgeage. Les artisans de la Renaissance ont amélioré le processus, et l'industrie a continué à croître au cours des siècles suivants.
En 1800, Sir Humphry Davy a découvert l'arc électrique à impulsions courtes et a présenté ses résultats en 1801. En 1802, le scientifique russe Vasily Petrov (en) a créé l'arc électrique continu, et a ensuite publié Nouvelles expériences Galvaniques-voltaïques en 1803, dans lequel il décrit des expériences réalisées en 1802. Le plus important dans cette publication, c'est la description d'une décharge d'arc stable et l'indication de son utilisation possible pour de nombreuses applications, dont la fusion de métaux. En 1808, Davy, qui ignorait le travail de Petrov, découvre lui aussi l'arc électrique continu. En 1881-82, les inventeurs Nikolai Benardos (en), russe, et Stanisław Olszewski (en), polonais, ont créé la première méthode de soudage à l'arc électrique, connu sous le nom d'arc de carbone de soudage (CAW) en utilisant des électrodes de carbone. Les progrès de la soudure à l'arc ont continué avec l'invention des électrodes métalliques à la fin des années 1800 par un Russe, Nikolai Slavyanov (en) (1888), et un Américain, Charles L. Coffin (en) (1890). Vers 1900, A. P. Strohmenger a créé une électrode métallique revêtue en Grande-Bretagne, qui a donné un arc plus stable. En 1905, le scientifique russe Vladimir Mitkevich a proposé d'utiliser un arc électrique triphasé pour le soudage. En 1919, le courant alternatif de soudage a été inventé par C. J. Holslag , mais ne s'est pas développé avant la décennie suivante.
Le soudage par résistance a également été mis au point au cours des dernières décennies du XIXe siècle, avec les premiers brevets de Elihu Thomson, en 1885, qui a produit de nouvelles avancées au cours des 15 années suivantes. La soudure aluminothermique (TW) a été inventée en 1893, et à cette époque un autre processus, le soudage oxycoupage, s'est diffusé.
L'acétylène a été découvert en 1836 par Edmund Davy, mais il n'a pas été utilisé en soudage avant 1900, quand un chalumeau pratique a été développé. Dans un premier temps, le soudage oxyacétylénique a été l'un des procédés de soudage les plus populaires en raison de son coût et de sa facilité d'utilisation. Au cours du XXe siècle il a régressé pour les applications industrielles. Il a été en grande partie remplacé par le soudage à l'arc, avec des électrodes revêtues qui stabilisent l'arc et protègent le matériau de base des impuretés.
La Première Guerre mondiale a provoqué une hausse importante de l'utilisation des procédés de soudage, avec les différentes puissances militaires qui tentent de déterminer parmi les nouveaux procédés de soudage celui qui serait le plus efficace. Le plus utilisé a été le soudage à l'arc britannique, qui a servi à la construction d'un navire, le Fullagar avec une coque entièrement soudée. Le soudage à l'arc a été d'abord appliqué aux avions pendant la guerre et, par exemple, dans certains fuselages d'avions allemands qui ont été construits en utilisant ce processus. Il faut également noter le premier pont routier soudé dans le monde, le pont de Maurzyce conçu par Stefan Bryła de l'École polytechnique de Lwów en 1927, et construit à travers la rivière Słudwia près de Łowicz, en Pologne en 1928.
Durant les années 1920, des progrès importants ont été faits dans la technologie de soudage, y compris l'introduction de soudage automatique en 1920, dans lequel le fil d'électrode a été alimenté en continu. Le gaz de protection est devenu un sujet recevant beaucoup d'attention, que les scientifiques ont mis au point pour protéger les soudures des effets de l'oxygène et l' azote de l'atmosphère. La porosité et la fragilité étaient les principaux problèmes dus au soudage et des solutions qui ont été développées comme l'utilisation de l'hydrogène, l'argon et l'hélium comme atmosphères de soudage. Au cours de la décennie suivante, de nouvelles avancées sont permises pour le soudage des métaux réactifs comme l'aluminium et le magnésium. Les développements du soudage automatique, du soudage avec courant alternatif, et sous flux ont permis une expansion du soudage à l'arc au cours des années 1930, puis au cours de la Seconde Guerre mondiale. En 1930, le premier navire marchand entièrement soudé, M/S Carolinian, a été lancé.
Au milieu du XXe siècle, de nombreuses nouvelles méthodes de soudage ont été inventés. La mise au point du soudage de goujons date de 1930, et s'est développé dans la construction navale et la construction. Le soudage à l'arc a été inventé la même année. En 1932, un Russe, Konstantin Khrenov (en), a mis au point le soudage à l'arc sous l'eau. Le soudage à l'arc sous gaz inerte de tungstène, après des décennies de développement, a finalement été perfectionné en 1941, et le soudage à l'arc métallique sous gaz a été mis au point en 1948, permettant le soudage rapide des matériaux non ferreux mais nécessitant des gaz de protection coûteux. Le soudage à l'arc métallique protégé a été développé au cours des années 1950, en utilisant une électrode consommable enrobée, et il est rapidement devenu le processus le plus populaire de soudage à l'arc métallique. En 1957, le processus de soudage à l'arc fourré a débuté, dans lequel l'électrode de fil auto-blindé peut être utilisée avec un équipement automatique, ce qui entraîne des vitesses beaucoup plus élevées de soudage, et cette même année, le soudage à l'arc de plasma a été inventé. Le soudage vertical sous laitier ou Electro Slag Welding (ESW) apparaît en 1958, et il a été suivi par son cousin, le soudage électrogaz, en 1961. En 1953, le scientifique soviétique N. F. Kazakov a proposé la liaison par diffusion méthode (DFW).
Un autre développement récent du soudage est la percée du soudage par faisceau d'électrons en 1958, qui rend possible un soudage profond et étroit grâce à la source de chaleur concentrée. À la suite de l'invention du laser en 1960, le soudage par faisceau laser a débuté plusieurs décennies plus tard, et a démontré être particulièrement utile à grande vitesse dans le soudage automatisé. Le soudage par impulsion magnétique (MPW) est utilisé industriellement depuis 1967. Le soudage par friction malaxage a été inventé en 1991 par Wayne Thomas au Welding Institute (TWI, Royaume-Uni) et a trouvé des applications de haute qualité partout dans le monde. Ces quatre nouveaux processus continuent d'être très coûteux en raison du coût élevé de l'équipement nécessaire, et cela a limité leurs applications.
Procédés de soudage de pièces métalliques
Soudage oxyacétylénique
(procédé 311 selon l'ISO 4063)
L'énergie thermique, générée par l'oxycombustion d'un mélange gazeux combustible et comburant, focalisée à la sortie de la buse du chalumeau, est utilisée pour faire fondre les bords à souder. Lorsqu'un métal d'apport est nécessaire, celui-ci se présente sous la forme d'une baguette métallique du diamètre approprié tenue à la main et apportée de proche en proche dans le bain de fusion. La baguette de brasage pour effectuer la soudure doit contenir une quantité minimum des deux alliages à souder pour que celui-ci se fasse avec succès1.
Soudage aluminothermique
(procédé 71 selon l'ISO 4063)
Utilisé pour la réparation de pièces massives telles que les rails de chemin de fer, c'est une méthode de soudage chimique : le joint à réaliser est emprisonné dans une forme, que l'on remplit d'un mélange pulvérulent à base d'aluminium et d'oxyde de fer. Les pièces à souder sont chauffées au rouge et le mélange est ensuite enflammé ; la réduction de l'oxyde de fer par l'aluminium provoque la fusion et l'alumine produite est expulsée vers le haut par décantation.
Soudage électrique par résistance
(ou par points, ou à la molette, ou PSE, ou PSR procédé 2 selon l'ISO 4063)
Le soudage est réalisé par la combinaison d'une forte intensité électrique et d'une pression ponctuelle. Ce procédé ne nécessite pas d'apport extérieur. L'intensité électrique chauffe la matière jusqu'à la fusion. La pression maintient le contact entre l'électrode et l'assemblage. Pour souder, une pince plaque l'assemblage avec des embouts, ou des électrodes en cuivre, matière bonne conductrice de l'électricité et de la chaleur, ce qui permet de moins chauffer la zone de contact avec cette pince et d'en éviter la fusion, qui se trouve limitée à la zone de contact entre les deux feuilles à souder. Cette technique est donc dépendante de la résistivité (résistance électrique) des matières, de l'épaisseur totale de l'assemblage et du diamètre des électrodes. Ce procédé est majoritairement utilisé dans l'assemblage de tôle d'acier de faible épaisseur (< 6 mm). Cette technique bénéficie d'un savoir-faire très important et d'une productivité incomparable (dans le domaine d'application). Pour exemple, une caisse automobile est assemblée à plus de 80 % par des points soudés.
Il peut s'agir également d'un soudage par bossages2, sur des pièces ayant subi au préalable un emboutissement.
Soudage à l'arc électrique avec électrodes enrobées
Générateur de courant de soudage
(MMA : Manual Metal Arc, ou SMAW : Shielded Metal Arc Welding selon les normes américaines ou encore procédé 111 selon l'ISO 4063)
La chaleur nécessaire au soudage est générée par un arc électrique établi entre une électrode enrobée et la pièce à souder. Le métal fondu est protégé par un flux solide. Ce flux est appelé enrobage sur l'électrode ou laitier3 sur le cordon de soudure.
Soudage à l'arc sous flux
Aussi appelé « arc submergé » : le procédé SAW (Submerged Arc Welding) consiste à effectuer un joint de soudure sur de l'acier à l'aide d'un arc électrique qui est submergé de flux en poudre. Ce procédé de soudage est effectué à l'aide d'un robot, ce qui lui apporte une grande régularité. Deux robots de ce type positionnés l'un en face de l'autre (joint en « T ») peuvent effectuer une soudure pleine pénétration d'un acier de forte épaisseur sur de longues distances (plusieurs mètres). Ce procédé est surtout utilisé pour la fabrication de pièces en série.
Soudage à l'arc avec électrodes non fusibles
Soudage à l'arc avec électrode fusible sous flux gazeux
(Soudage TIG : Tungsten Inert Gas, GTAW : Gas Tungsten Arc Welding selon les normes américaines ou encore procédé 141 selon l'ISO 4063)
Un arc électrique est établi entre l'extrémité d'une électrode réfractaire en tungstène (qui peut être en tungstène pur, thorié 1 % et 2 % ou en Zirconium mais celui-ci exclusivement pour le soudage de l'aluminium) et la pièce à souder, sous la protection d'un gaz inerte (argon, hélium ou mélange argon-hélium). Le métal d'apport est ajouté si nécessaire sous forme d'une baguette ou d'un feuillard placé dans le bain de fusion et ne doit pas traverser l'arc électrique ni venir en contact avec la pointe de l'électrode. Ce procédé peut s'automatiser voire se robotiser dans le cas fréquent du soudage TIG orbital.
Soudage à l'arc avec fil électrodes fusibles ou soudage semi-automatique
Éclaté d'une torche de soudage MAG / GMAW.
(1) Tête de torche de soudage
(2) Isolant électrique (pièce en blanc) et embout de vissage du tube contact (pièce en jaune)
(3) Diffuseur de gaz(argon ou hélium)
(4) Embout du tube contact-type
(5) Buse métallique
(soudage MIG-MAG : Metal Inert Gas-Metal Active Gas, GMAW Gas Metal Arc Welding selon les normes américaines ou encore procédé 131 (MIG) ou 135 (MAG) selon l'ISO 4063).
Un arc électrique est établi entre l'extrémité d'une électrode consommable et la pièce à assembler, sous la protection d'un mélange gazeux dont la nature dépend du type de soudure réalisée. L'électrode, amenée automatiquement de façon continue depuis un dévidoir, se présente sous la forme d'un fil massif ou fourré.
Soudage orbital
Le soudage orbital est un procédé de soudage spécial pendant lequel la torche de soudage tourne sans interruption à au moins 360° autour d’une pièce fixe (composant cylindrique, tel qu’un tube).
Soudage laser
(LBW : Laser Beam Welding)
L'énergie est apportée sous forme d'un faisceau laser. Les sources laser peuvent être de type CO2, Nd:YAG ou LED.
Principe du soudage laser
Un système optique concentre l'énergie du faisceau laser, (1 × 105 W/cm2 à 1 × 106 W/cm2) et génère un capillaire rempli de vapeurs métalliques dont les parois sont tapissées de métal liquide en fusion. Le bain de fusion ainsi créé est déplacé et le métal liquide se resolidifie après le passage du faisceau assurant la continuité métallurgique entre les pièces.
Plusieurs études sont en cours sur ce procédé, notamment au Centre des technologies de l'aluminium4 du CNRC (Canada).
Soudage plasma
(PAW : Plasma Arc Welding)
Considéré comme une évolution du soudage TIG, il s'en distingue par le fait que l'arc est contraint mécaniquement (constriction mécanique) ou pneumatiquement (constriction pneumatique), générant ainsi une densité d'énergie supérieure. L'arc peut jaillir entre la tuyère et l'électrode (arc non-transféré) ou entre la pièce et l'électrode (arc transféré) voire être semi-transféré. Le soudage plasma peut être réalisé sans chanfrein sur un assemblage en bout à bout d'un dixième de mm jusqu'à des épaisseurs de 8 mm. Dans ce cas, il nécessite très peu de métal d'apport. Il est utilisé quasi exclusivement en mode automatisé (robot) et les vitesses de soudage sont élevées (dizaines de cm par seconde). Cette méthode permet de souder à des températures atteignant les 10 000 °C.
Il permet de souder les aciers « noirs », les aciers inoxydables et l'aluminium5.
Soudage par faisceau d'électrons
(EBW : Electron Beam Welding)
Utilise l'énergie cinétique des électrons projetés dans une enceinte sous vide et focalisés sur la pièce à souder pour créer une zone fondue.
Soudage par friction
Ce type de soudage est obtenu par l'échauffement de deux pièces pressées et en mouvement l'une par rapport à l'autre. Le mouvement relatif entraine un échauffement de l'interface jusqu'à plastification locale du matériau, puis soudage par diffusion atomique. La qualité de la liaison ainsi obtenue est supérieure à celle des matériaux utilisés. Il n'y a pas de métal d'apport. On peut souder des matériaux différents.
On distingue deux familles de soudage par friction :
- Le soudage linéaire (LFW, Linear Friction Welding), obtenu par un mouvement d'aller/retour linéaire. Une variante, appelée friction orbitale, permet la génération d'un mouvement ovoïde de la pièce en lieu et place du mouvement linéaire.
- Le soudage rotatif, obtenu par rotation relative des deux pièces (méthode utilisée pour souder les deux parties d'une soupape d'un moteur thermique).
Ce dernier type se compose de deux familles :
- Le soudage à friction pilotée, pour lequel le couple du moteur d'entraînement est transmis directement à la pièce en rotation.
- Le soudage à friction inertielle, qui utilise un volant d'inertie pour fournir le couple de frottement.
Soudage par friction malaxage ou soudage thixotropique
Le « friction stir welding » (FSW) est le procédé de soudage le plus récent de tous. Il a été inventé par Wayne Thomas et breveté par le TWI en 1991. Les outils utilisés pour le soudage FSW de l'acier doivent être très durs et très résistants, ce qui concentre aujourd'hui les applications du FSW surtout pour le soudage des alliages d'aluminium, magnésium, plomb et cuivre. Dans le cas du soudage de l'aluminium, les outils sont en acier trempé. Le FSW permet de souder des alliages d'aluminium qui sont difficiles voire impossibles à souder avec les autres techniques comme les séries 2000 ou 7000 parce que la température n'atteint pas la fusion du matériau.
Comme la soudure est réalisée à l'état solide du matériau à assembler, des forces importantes sont générées sur l'outil. Cela nécessite l'utilisation de machines spécifiques de type portique. Pour baisser le coût d'investissement, des robots industriels peuvent être mis en œuvre pour des épaisseurs à souder inférieures à 8 mm. Pour de plus fines épaisseurs, des essais sont réalisés sur des commandes numériques de type fraiseuse.
Ses applications principales se retrouvent dans la fabrication de trains (le TGV par exemple), de pièces automobiles, de structures de bateaux, de composants pour l'aviation ou l'espace. L'Eclipse est un avion d'affaire américain où les rivets ont été systématiquement remplacés par des soudures FSW.
Plusieurs études sont en cours sur ce procédé :
- à l'Institut Maupertuis en Bretagne (France) pour le FSW robotisé ;
- à l'Institut de Soudure en Lorraine (France) ;
- à l'Université du Québec à Chicoutimi (UQAC) (Canada) ;
- au Centre des technologies de l'aluminium du CNRC situé à l'Université du Québec à Chicoutimi (UQAC) (Canada)4 ;
- à TWI à Abington et à Sheffield en Grande-Bretagne;
- au Centre d'Étude Wallon de l'Assemblage et du Contrôle (Belgique).
Soudage hybride
Le soudage hybride est la combinaison des deux procédés, plusieurs d'entre elles ont été étudiées dont :
- LASER + TIG (Tungsten Inert Gaz)
- LASER + Plasma
- LASER + GMAW (Gaz Metal Arc Welding) plus communément connu sous le nom de soudage MIG/MAG.
Le fait de combiner les procédés permet une certaine synergie. Les avantages des procédés sont gardés, leurs inconvénients sont éliminés tout en augmentant de façon considérable la productivité. Certains de ces procédés permettent de réaliser des cordons de soudure en une passe, à vitesse élevée (de l'ordre du mètre par minute) sur des tôles/plaques d'acier et autres matériaux d'épaisseurs importantes. Les procédés hybrides, en particulier LASER + GMAW, sont encore au stade de développement. Malgré de nombreuses études et publications scientifiques assez prometteuses, leur utilisation à l'échelle industrielle est encore marginale. Projets de recherche collective concernant le soudage hybride :
- HYPROSOUD (2007-2011, dont la base de données d'essais est disponible en ligne)
- HYLAS (2006-?)
Soudage électrogaz
Se rapproche de la fonderie.
Le soudage électro-gaz est un développement du soudage sous laitier électro-conducteur auquel il ressemble quant à sa conception et son utilisation. Au lieu de fondre dans un laitier, l'électrode fond dans un arc entouré d'un gaz de protection, comme en soudage MIG / MAG. Cette méthode est utilisée pour des tôles de 12 à 100 mm ; un balayage est utilisé pour des épaisseurs supérieures. Le joint est normalement préparé en « I », avec un espace. On utilise aussi des préparations en « V ». En réalisation de joints verticaux, sur de gros réservoirs par exemple, des économies importantes sont faisables, comparativement au soudage MIG / MAG
Soudage par diffusion
Consiste à se servir du phénomène de diffusion des atomes pour créer une liaison.
Il est très utilisé pour effectuer des pièces creuses renforcées à partir de plusieurs tôles en titane. Dans ce cas, on tire au vide à l'inter-tôles et on presse avec une pression de gaz argon par l'extérieur. Cette opération est réalisée à 920 °C.
Soudage par explosion
Cette technique découverte fortuitement en 1957 lors d'essais de formage par explosion, est essentiellement employée pour assembler des métaux de nature différente, par exemple de l'aluminium sur de l'acier. Généralement, il s'agit de profilés pré-soudés qui permettent ces assemblages (ex : superstructures en aluminium sur un bateau à coque en acier dans le but d'abaisser le centre de gravité).
Les métaux à assembler sont superposés selon un certain angle et recouverts d'une couche uniforme d'explosif, la combustion rapide (détonation) de celui-ci provoque une fusion en coin qui se propage sur toute la surface mêlant les deux métaux. Ce type de soudure n'est pas sujet par la suite à la corrosion galvanique. Les résultats présentent à l'interface des propriétés particulières.
Soudage par impulsion magnétique
Le soudage par impulsion magnétique est une technique encore peu connue. Cet assemblage se réalise (presque) à froid et résulte d’une force magnéto-mécanique appliquée à l’une des pièces à souder qui en quelque sorte s’encastre violemment et mécaniquement dans l’autre pièce à souder maintenue fixe. Cette technique permet de souder des matériaux conducteurs qui ont des points de fusion éloignés (par ex.: aluminium-acier). Il est également possible de faire du formage et étampage de pièces.
Soudage par ultrasons
Soudage « à l'eau déminéralisée »
Il s'agit d'une alternative aux postes à souder à l'acétylène. Depuis 2013, les soudeurs peuvent se passer de bouteille de gaz. Quelques décilitres d'eau permettent de produire par électrolyse de l'eau de l'hydrogène et de l'oxygène purs 6
Problèmes liés à la soudabilité
Les problèmes liés à la soudabilité peuvent être regroupés en trois familles :
- Les problèmes dits de soudabilité opératoire, qui concernent la mise en œuvre du soudage comme la validationNote 3 du mode opératoire de soudage par exemple ;
- La soudabilité globale, qui est liée à la tenue en service, par exemple les dilatations et contraintes, des équipements soudés ; et
- La soudabilité métallurgique, qui consiste à produire les propriétés métallurgiques et/ou mécaniques du joint soudé compatibles avec les exigences de la conception, comme dans le cas du soudage de l'acier à 9 % Ni qui à ce jour (2015) ne peut être assemblé par soudage qu'avec un métal d'apport de nature différente et de propriétés mécaniques inférieures.
Métallurgie du soudage
L'opération de soudage occasionne de par son apport énergétique et parfois par l'apport de métal des perturbations métallurgiques au niveau du joint soudé. Ces modifications vont affecter les microstructures de la zone fondue et des zones affectées thermiquement.
Par exemple, dans le cas du soudage des aciers, le joint soudé peut être soumis à divers problèmes qui ont pour origine ces perturbations7 :
- La sensibilité à la fragilisation à froid dont l'origine est liée à la structure atomique du métal, la diffusion de l'hydrogène protonique, la composition chimique et les phases métallurgiques en présence ainsi que le taux de contraintes mécaniques ;
- La sensibilité à fragilisation à chaud qui est liée à la teneur en impuretés à bas points de fusion comme le plomb, l'étain, l'arsenic, l'antimoine, le phosphore, les contraintes générées par les dilatations et le retrait pendant l'élaboration du joint soudé générant des problèmes de liquation ;
- La sensibilité à la corrosion essentiellement due à la création de composés chimiques pendant l'élaboration du joint soudé comme l'appauvrissement en chrome des aciers inoxydables par la formation de carbures du genre Cr23C6 au sein de la matrice.
Ces problématiques concernent aussi bien la zone fondue (qui est passée à l'état liquide au cours de l'opération de soudage) que la zone affectée thermiquement. La zone affectée thermiquement appelée ZAT est le siège de modifications métallurgiques du métal de base qui peuvent induire des fragilités, des baisses de résistance mécanique, des manques de ductilité… Ces modifications dépendent du matériau soudé, du procédé utilisé, du mode opératoire suivi…
Exemples :
- Dans les aciers C-Mn et les aciers faiblement alliés, la ZAT est le siège d'une augmentation des propriétés mécaniques (Re, Rm) et de chute de ductilité.
- Dans les aciers thermomécaniques à très haute limite élastique Re > 690 MPa, on peut trouver dans certaines parties de la ZAT un phénomène d'adoucissement qui efface les effets du laminage thermomécanique et qui diminue la limite élastique et la limite à la rupture.
- Un alliage d'aluminium de la série 5000 soudé bout à bout présente toujours une baisse de propriétés mécaniques en ZAT.
- Un acier inoxydable austénitique du type 304 L soudé présente souvent une diminution de sa tenue à la corrosion au niveau de la soudure.
- Les alliages de titane sont très sensibles aux phénomènes d'oxydation pendant l'opération de soudage, qui peut faire chuter de manière drastique les propriétés mécaniques du joint soudé.
Tenue mécanique d'un joint soudé
Les modifications métallurgiques influent sur la tenue mécanique du joint soudé. Aussi faut-il s'assurer d'obtenir une tenue mécanique suffisante, et tenir compte des soudures dans le calcul et le dimensionnement des pièces.
L'opération de soudage engendre de plus la création de contraintes résiduelles dues au retrait créé par l'opération de soudage sur les pièces. La tenue à la fatigue des assemblages soudés est une problématique fondamentale dans la conception des appareils soudés. Les défauts géométriques des cordons de soudures jouent un grand rôle dans la tenue à la fatigue des assemblages soudés.
Défauts de soudure
Fragilité produite par la ségrégation
Le soudage implique généralement de chauffer localement le métal, il s'agit d'un traitement thermique local. Il y a donc une modification locale de la microstructure et de l’état métallurgique de la zone du métal affectée par le chauffage (ZAT : zone affectée thermiquement). En effet, le cycle de température inhérent au soudage perturbe les conditions d'équilibres et les propriétés telles qu'elles existaient à la livraison du matériau.
Le chauffage active un certain nombre de mécanismes, dont notamment la diffusion des atomes. Il se produit donc un phénomène appelé « ségrégation » : le métal n'étant pas pur, les atomes étrangers (impuretés, éléments d'alliage) migrent vers les joints de grain.
Ceci peut entraîner une fragilisation des joints de grain, et ainsi faciliter la rupture fragile intergranulaire. Pour éviter ce problème, on effectue parfois un recuit de mise en solution, voire selon les cas, une hypertrempe de la pièce (cas de certains aciers inoxydables).
Corrosion au cordon de soudure
La soudure est la juxtaposition de deux métaux différents. On peut alors avoir un phénomène de corrosion galvanique. Ce défaut peut se présenter dans le cas du soudage hétérogène d'un assemblage mal conçu, sous réserve de la présence d'un électrolyte.
De plus, on peut également voir apparaître un phénomène de corrosion interfaciale, comme cela peut être rencontré lors de la ségrégation du bore aux joints de grains dans les bases nickel, ou lors de la ségrégation du carbone aux joints de grains dans les aciers inoxydables.
Porosités
Il s'agit de défauts sphériques creux qui peuvent être ou non débouchant. Elles sont causées par les courants d'air, le manque de gaz, l'obstruction de la buse, un mauvais angle de soudage, de l'eau ou des impuretés dans le joint à souder…
Soufflures
Ce terme désigne un groupe de porosités non débouchantes. Quand elles sont allongées, on parle de soufflures vermiculaires. Si elles sont débouchantes, on parle alors de piqûres.
Inclusions
Elles désignent un composé étranger à la soudure et peuvent contenir du tungstène (Cas du Soudage TIG) ou du laitier (Soudage à l'électrode enrobée ou "baguette") ou encore des oxydes.
Retassures
C'est le nom donné à l'espace vide créé au sein du métal fondu lors de la solidification (le volume liquide génère un plus petit volume solide), ce défaut peut être typique du procédé de soudage par résistance.
Criques de solidification
Même défaut que les retassures sauf que le défaut est non apparent, à part dans le cas de l'artéritique[incompréhensible]. La crique de solidification est un défaut de fonderie.
Excès de pénétration
Métal débordant du côté envers du cordon.
Collage ou manque de pénétration
Le métal de base n'est pas fondu, ce qui diminue la section efficace de la soudure. On distingue le collage noir où l'interface entre le métal de base et la soudure est vide (par contrôle radiographique apparaît une tache sombre sur les clichés) et le collage blanc, où l'interface est cette fois-ci comblée par des oxydes fondus (cette variété est indécelable par contrôle radio).
Pour limiter le risque de collage dans certaines configurations, il est possible d'utiliser la technique du « beurrage » qui consiste à intercaler un apport de métal compatible avec les deux parties à souder.
Ce défaut de soudage peut intervenir notamment lorsque les pièces à souder ne sont pas maintenues à la bonne température. C'est le cas par exemple lorsqu'on cherche à souder une pièce d'apport (selle, renfort, etc.) sur une canalisation dans laquelle circule un fluide froid.
Fissuration
On distingue :
- La fissuration à froid causée par la présence combinée de contraintes mécaniques, d'hydrogène protonique et d'une phase fragile,
- La fissuration à chaud (ou plus exactement liquation) créée par la ségrégation dans le joint d'un eutectique à bas point de fusion par exemple et,
- Arrachement lamellaire (inclusions allongées dans le même sens que le sens de laminage de la tôle) au sein du métal (défaut rare qui n'existe presque plus chez les acieristes qui fabriquent des aciers propres exempt d'inclusion genre « MnS »),
- En ce qui concerne les aciers au chrome ou les aciers inoxydables, la formation de carbures de chrome Cr23C6 qui précipitent au niveau des joints de grains rendant ainsi les zones appauvries en chrome propice au développement d'une corrosion intergranulaire (le chrome pompé par le carbone n'assure plus son rôle de résistance à la corrosion).
Morsures ou défournis
Défaut où le métal de base est « creusé » sur une partie du cordon.
Caniveaux
Un caniveau est une morsure de grande taille proportionnellement à la grandeur du métal de base due à une trop grande chaleur du métal d'apport par rapport à l'épaisseur ou la densité du métal qui reçoit (voir mauvais paramètres du générateur de courant de soudage). Petit creux de chaque côté de la soudure.
Pollution ferreuse
La pollution ferreuse est une corrosion des aciers inoxydables causée par la destruction de la couche de passivation et activée par la présence de fer. Elle résulte généralement de l'utilisation d'outils métalliques (brosse, cisaille, etc.), après usinage et mise en forme, ou est la conséquence des projections de métal fondu lors d'opérations de soudage.
Défauts géométriques
Ces défauts peuvent être des défauts d'alignement entre les pièces, un cordon trop bombé…
Projections
Lors du soudage, des projections de métal d'apport en fusion peuvent se coller sur la surface des éléments à souder. Les projections ainsi collaient sur le métal sont appelées grattons.
Impacts sur la santé
Les trois risques principaux en soudage à l'arc sont :
- Les rayonnements de l'arc électrique.
- L'émission de fumées, de particules métalliques et, ou de vapeurs nocives.
- Les effets du courant électrique.
Les rayonnements de l'arc électrique, principalement les UV, brûlent certaines matières organiques, ils désintègrent les tissus de coton, une brève exposition peut provoquer un érythème de la peau caractérisé par des brûlures pouvant atteindre le troisième degré et leur action sur l'œil est particulièrement nocive, ils provoquent la conjonctivite, communément appelée « coup d'arc ». Les rayonnements infrarouges provoquent l'opacité du cristallin (cuisson de l'œil à froid) et à terme, la cataracte. Les rayonnements situés dans le spectre visible provoquent un éblouissement suivi d'une période de fatigue visuelle. Ces rayonnements sont beaucoup plus intenses dans les procédés de soudage à arc nu sans laitier de protection comme dans les procédés TIG et MIG par exemple. Les rayonnements réfléchis sont aussi dangereux et plus insidieux que les rayonnements directs de sorte que les personnes situées aux alentours du poste de soudage peuvent être agressées.
Le soudeur est aussi exposé à l'inhalation d'ozone, d'oxydes d'azote et de fumées de soudage (vapeurs métalliques, micro et nanoparticules de métal) qui provoquent de graves troubles de la santé si des moyens efficaces de ventilation et d'aspiration des fumées et des gaz ne sont pas mis en place8. Les métaux en particulier peuvent pénétrer dans les poumons et de là passer dans le sang.
Le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) a classé les fumées de soudage dans le groupe 1 des agents cancérogènes avéré pour l'homme depuis 2017. De fait un certain nombre de composés cancérogènes ont été mis en évidence lors des opérations de soudage, en particulier le chrome hexavalent lors du soudage d'alliages inoxydables contenant une forte quantité de chrome9.
On a aussi récemment constaté10 que les gaz et fumées de soudage pouvaient affecter le système olfactif ; dans une étude faite par des chercheurs de l’université de Pennsylvanie publiée début 2008 dans la revue américaine Neurology, lors d'un test de reconnaissance des odeurs, 88 % de 43 soudeurs (employés à la maintenance des ponts de la région de San Francisco) ont obtenu des scores très inférieurs à ceux des sujets « témoin ». 7 % avaient même totalement perdu leur odorat. Près de 50 % des salariés testés n'avaient pas même remarqué qu'ils avaient perdu une partie de leur capacité olfactive, bien que celle-ci soit aussi souvent accompagnée d'une perte du sens du goût. Ceci est un danger supplémentaire pour des professionnels qui ne réagissent plus (ou mal) à l'odeur des incendies, émanations de fumée, moisissures ou fuite de gaz ou de polluants toxiques.
Après l’ingestion d’un produit toxique, ou après l'inhalation de fumées dégagées pendant une opération de soudage, il a pu être conseillé, dans le passé, de boire du lait. Cette pratique est fortement déconseillée car elle aggrave l'intoxication, par exemple en faisant descendre dans l'estomac les éventuels dépôts toxiques présents sur les muqueuses. En cas d'ingestion ou d'inhalation de produits ou de fumées toxiques, il ne faut pas boire de lait ou d’eau. En cas de symptômes graves, il faut appeler le centre antipoison le plus proche.
Techniques connexes au soudage
Notes et références
Notes
- Parmi ces soudeuses de la compagnie Ingalls à Pascagoula se trouvent des championnes d'un concours de soudure qui les a rendues aussi renommées que Rosie la riveteuse.
- Sauf dans deux cas : le brasage diffusion (appelé aussi soudage à l'état solide) et le brasage à la forge. Dans ces deux cas il n'y a pas fusion à l'interface entre pièces à assembler mais la continuité métallique est néanmoins assurée par la mise en œuvre de processus de diffusion/migration d'atomes de part et d'autre de l'interface.
- La validation est vue ici comme la réussite ou la défaillance de l'application du mode opératoire de soudage en production.
Références
- « Collet Battu:tutoriel de réalisation par Lafit Plomberie plombier chauffagiste » [archive], sur plombier Ile de France dépannage, (consulté le )
- Principaux procédés de soudage par résistance [archive] décrits sur le site de MCI (Magazine Circuit Industriel). Consulté le 11 avril 2009.
- Un enrobage et trois rôles [archive]
- Centre des technologies de l'aluminium (CTA-CNRC) à Saguenay [archive]
- Le soudage plasma [archive] sur le site d'EP-Consultant
- Grégoire Noble(2019) Fini l'acétylène, maintenant on soude à l'eau [archive], batiActu, brève du 25/02/2019
- « La caractérisation micrographique des cordons de soudure en acier » [archive], sur MetalBlog,
- « Document INRS Guide de ventilation n°7 : Opérations de soudage à l'arc et de coupage » [archive], sur inrs.fr [archive] le site de l'INRS, (consulté le )
- « Document INRS : Fiche d'aide au repérage de cancérogène. Soudage et brasage des métaux » [archive], sur inrs.fr [archive] le site de l'INRS, (consulté le )
- Marcelo B. Antunes et coll., San Francisco/Oakland Bay Bridge Welder Study : Olfactory Function, vol. 69 n°12, Neurology, , p. 1278-1284
Voir aussi
Sur les autres projets Wikimedia :
Bibliographie
- Normes de conception et calcul
- NF P22-470 « Assemblages soudés » (1989) ; remplacée par la suivante
- EN 1993-1-1 « Eurocode 3 — Calcul des structures en acier » (octobre 2005)
- Normes de mise en œuvre
- NF P22-47X ; remplacée par la suivante
- EN 1090-2 « Exécution des structures en acier et des structures en aluminium — Partie 2 : exigences techniques pour les structures en acier » (octobre 2011)
- Claude Hazard, Frédy Lelong et Bruno Quinzain, Mémotech — Structures métalliques, Paris, Casteilla, , 352 p. (ISBN 2-7135-1751-6), p. 249-292
- André Chevalier, Guide du dessinateur industriel : pour maîtriser la communication technique, Paris, Hachette, , 336 p. (ISBN 978-2-01-168831-6), p. 172-179
- Jean-Louis Fanchon, Guide des sciences et technologies industrielles : dessin industriel et graphes, matériaux, éléments de construction ou de machines..., Paris, Nathan/Afnor, , 623 p. (ISBN 978-2-09-161590-5), p. 223-244
Articles connexes
Liens externes
Chaudière
Au début de l'ère industrielle, le mot chaudière désignait un foyer et son échangeur dans les grosses installations de cuisine et de chauffage, dans les machines à vapeur et les locomotives à vapeur.
Dans son acception moderne, il désigne un appareil (voire une installation industrielle, selon sa puissance) permettant de transférer en continu de l'énergie thermique à un fluide caloporteur (le plus généralement de l'eau). L'énergie thermique transférée (source de chaleur) peut être soit la chaleur dégagée par la combustion (de charbon, de fioul, de gaz, de bois, de déchets, etc.), soit la chaleur contenue dans un autre fluide (chaudière de récupération sur gaz de combustion ou gaz de procédés chimiques, chaudière « nucléaire » recevant la chaleur du circuit primaire, etc.), soit encore d'autres sources de chaleur (chaudières électriques, chaudière numérique par exemple). Les chaudières sont aussi bien des systèmes industriels que domestiques.
À l'intérieur de la chaudière ce fluide caloporteur peut être soit uniquement chauffé (c'est-à-dire qu'il reste en phase liquide), soit chauffé et vaporisé, soit chauffé, vaporisé puis surchauffé (donc avec passage de phase liquide à phase gazeuse).
Définition
Définition scientifique
« Système permettant d'augmenter la température d'un fluide caloporteur afin de déplacer de l'énergie thermique ».
Définition légale
En France
Pour les puissances comprises entre 400 kW et 20 MW (article R 224-20 du code de l'environnement) : « l'ensemble corps de chaudière et brûleur s'il existe, produisant de l'eau chaude, de la vapeur d'eau, de l'eau surchauffée, ou modifiant la température d'un fluide thermique grâce à la chaleur libérée par la combustion1 ».
Décret no 2009-649 du , art. 1er : « Lorsque plusieurs chaudières sont mises en réseau dans un même local, l'ensemble est considéré comme une seule chaudière, dont la puissance nominale est égale à la somme des puissances nominales des chaudières du réseau et dont la date d'installation est celle de la chaudière la plus ancienne2. »
Au Québec
Contrairement à la définition donnée à ce terme en France, au Québec chaudière désigne un seau. Pour désigner un système de chauffage et de stockage d'un fluide caloporteur, le mot réservoir (de chauffage) ou son anglicisme tank s'y emploient couramment.
Types
Il existe une grande variété de chaudières. On peut classifier les chaudières suivant différents critères :