Drainer les gaz sous dalle (SDSD)

Mis à jour : 07/10/2020
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Principe

Dans le cadre d’un nouveau bâtiment à construire, après avoir étudié les autres mesures constructives permettant de limiter l’intrusion de vapeurs (Adapter le projet et Limiter la perméabilité de la structure) et lorsque il n'est pas possible de Créer un vide sanitaire, un autre moyen parmi les plus efficaces pour empêcher l’intrusion de vapeurs est de Drainer les gaz sous la dalle du bâtiment.

Lorsqu’elle est envisageable, cette méthode présente l’avantage d’empêcher ou limiter le transfert des polluants volatils des sols sous-jacents vers le bâtiment, contrairement à une solution consistant à Améliorer la ventilation d’un bâtiment à construire (VMC) de ce dernier. Néanmoins, en fonction des cas (notamment les niveaux d’abattements nécessaires), cette solution pourrait être excessive (tant du point de vue technique qu’économique) par rapport à une amélioration de la ventilation (Voir la page A propos).

Cette technique consiste à créer une légère dépression sous la dalle d’un bâtiment, afin de bloquer les flux convectifs d’air pollué allant initialement vers le bâtiment (ce qui permet in fine d’éviter que les polluants n’entrent dans le bâtiment en les aspirant). Ces polluants volatils sont ensuite rejetés à l’atmosphère au-dessus du bâtiment (idéalement après traitement). Cette méthode peut être soit passive, soit active (nécessitant alors un extracteur consommant de l’énergie).

Autre dénomination

SDSD ; Système de Dépressurisation des Sols ; Soil Depressurisation System ; SDS ; Sub-Slab Depressurization system (SSD)

Description

Dans le cadre de la construction d’un nouveau bâtiment présentant des dalles reposant directement sur le sol (absence de vide-sanitaire), une dalle béton, la plus étanche possible (notamment au niveau des joints de dilatation et des joints périphériques) et reposant sur un lit de graviers (massif drainant) à l’intérieur duquel est placé un drain d’aspiration, doit être réalisée (voir Moyens matériels pour obtenir des détails concernant l’épaisseur recommandée pour le massif drainant).

L’ajout de ce lit de graviers peut avoir deux conséquences à prendre en compte lors du dimensionnement et/ou du chiffrage du projet global :

  • Une surélévation du bâtiment par rapport au niveau qu’il aurait sans cette mesure constructive (problème d’accessibilité aux personnes à mobilité réduite et/ou remblaiements supplémentaires autour du bâtiment à prévoir pour éviter la présence de marches, par exemple),
  • Un surcreusement à prévoir dans le sol sous-jacent afin de conserver le plancher au même niveau qu’initialement envisagé en l’absence de cette mesure constructive. Cela engendre donc des quantités de terres supplémentaires à excaver et des surcoûts à prévoir, principalement en cas d’évacuation hors-site en filière agréée en fonction de la qualité des matériaux.

Afin d’être le plus efficace possible, il est recommandé d’équiper l’ensemble de la surface du bâtiment reposant directement sur le sol à l’aide de ce dispositif ou des zones de sol émissives (selon cartographie des gaz sous dalle par exemple). Si une partie du bâtiment présente un vide-sanitaire, il est recommandé de se reporter à la fiche Créer un vide sanitaire afin d’étudier les mesures constructives envisageables dans cette partie du bâtiment.

L’objectif de cette technique n’est pas de créer une dépression trop importante sous la dalle d’un bâtiment : ce drainage des gaz n’est pas un Venting. La dépression, entre 4 et 10 Pa par rapport à la pression atmosphérique dans le bâtiment, doit être générée de façon à capter les polluants volatils remontant naturellement à la surface. Afin de s’en assurer, un ou plusieurs points de contrôle sont recommandés. Ils doivent être le plus éloigné possible des drains d’aspiration associés. Leur mise en place doit être étudiée afin de ne pas créer de chemins préférentiels pour les gaz. Ils doivent ainsi être équipés de bouchons amovibles étanches et leur scellement en surface doit être réalisé de préférence à l’aide d’un mélange bentonite-ciment afin de limiter des risques de fissures. L’ajout d’un joint d’étanchéité à la surface du mélange bentonite-ciment peut également être envisagé.

L’air rejeté doit obligatoirement être évacué au-dessus du toit (au moins 30 cm au-dessus du toit), à au moins 3 m de l’ouverture la plus proche (éviter les refoulements) et à au moins 3 m de l’habitation la plus proche. Dans le cas de systèmes passifs fonctionnant grâce au vent, ces distances peuvent être plus importantes : respectivement 40 cm à 1 m selon le toit soit en pente (toiture pan) ou plat (toiture terrasse), et 8 m de toute autre construction (EVALSDS, 2018). Dans tous les cas, la qualité de l’air rejeté doit être contrôlée.

L’absence de traitement au point de rejet doit être justifiée au regard de la qualité de l’air aspiré (réalisation d’un bilan massique par exemple). Le risque de condensation de l’humidité de l’air du sol dans le conduit de rejet situé en extérieur (principalement en hiver) est à prendre en compte afin que l’extracteur ne soit pas endommagé par une accumulation de condensation.

Lorsqu’un SDSD est correctement dimensionné et installé, des abattements de plus de 90 à 95 % peuvent être atteints. Des diminutions de 99,5% ont même été constatés dans certains contextes.

Quel que soit le SDSD mis en place, la supervision et les contrôles par une entreprise spécialisée est fortement recommandée pendant sa réalisation. Un unique contrôle final semble particulièrement insuffisant au regard de la complexité et de la sensibilité liées aux mesures constructives.

Figure 1 - Schéma de pincipe d'un système de drainage des gaz sous dalle. Source : New York State Department of Environmental Conservation (2007) , modifié.

Figure 1 - Schéma de pincipe d'un système de drainage des gaz sous dalle. Source : New York State Department of Environmental Conservation (2007) , modifié.

Moyens matériels

Dans le cas d’un SDSD passif, il est crucial d’isoler thermiquement tout conduit qui ne se trouve pas dans une pièce chauffée. Dans ce cas, le projet EVALSDS recommande des tuyaux de diamètre 200 mm minimum, afin d’optimiser le phénomène de tirage thermique.
Une protection contre la pluie, les oiseaux et les insectes (type guêpes, frelons, …) est également fortement recommandée. Dans le cas d’un SDSD passif, des chapeaux extracteurs statiques (cf. EVALSDS, 2018) peuvent également être placés au sommet des conduits afin d’améliorer l’efficacité du tirage sans consommation d’énergie (utilisation de l’énergie du vent pour créer une dépression dans la conduit).

Dans le cas d’un SDSD actif, en fonction du débit extrait, un sifflement plus ou moins important peut s’entendre à proximité des conduits ou de l’extrémité du conduit.

Les moyens matériels nécessaires sont détaillés ci-dessous :

  • Massif drainant : aplani et compacté, constitué de graviers dont la granulométrie doit être la plus homogène possible afin d’assurer une bonne perméabilité du massif drainant et donc faciliter une mise en dépression de l’ensemble du volume de massif drainant. Le compactage soigné évite que l’étanchéité par membrane ne puisse être remise en cause si le massif drainant vient à se compacter naturellement et que le poids du béton de la dalle endommage la membrane.
    Une granulométrie minimale de 2 cm est recommandée. Le projet EVALSDS recommande une granulométrie de 3 cm dans le cadre d’un SDSD passif.
    L’épaisseur minimale recommandée est 15 cm et devra également être au minimum de 10 cm plus importante que le diamètre du drain utilisé. Le projet EVALSDS indique qu’une épaisseur de 20 cm est envisageable pour un SDSD passif équipé d’un système de drains. Dans le cas d’un SDSD passif utilisant un puisard (et non un réseau de drain), une épaisseur de 30 cm est recommandée. Cette recommandation pourra également être suivi dans le cadre d’un SDSD actif.
    Le massif de graviers devra entièrement recouvrir le réseau de drains, que l’on positionnera à  mi-hauteur du massif drainant.
    Une attention particulière doit être portée à l’absence de fines à la surface des graviers, afin d’éviter de colmater les réseaux d’aspiration et/ou d’endommager l’extracteur éventuellement mis en place.
    Des géocomposites de drainage sont également disponibles. Ces matériaux de 3 à 4 cm d’épaisseur doivent être placés entre les sols en place et la dalle et remplacent la couche de graviers évoquée précédemment. Ils sont composés de deux géotextiles de filtration ou de drainage des gaz et de drains perforés régulièrement espacés entre ces deux géotextiles. Selon le modèle choisi, la membrane d’étanchéité est soit intégrée au géocomposite (dans ce cas, il s’agit d’imperméabilisation, c’est-à-dire que l’étanchéité n’est pas complète et qu’une faible proportion de gaz peut la traverser), soit à dérouler par-dessus (dans ce cas, il s’agit d’un confinement complètement étanche, dont l’installation et l’étanchéité est réalisée par une société spécialisée). Le dimensionnement du dispositif est généralement réalisé par le fabricant afin de tenir compte à la fois de la problématique environnementale liée au dégazage, et de celle liée à la compression du géocomposite par la dalle béton sus-jacente. En ce qui concerne l’étanchéité de dispositif (en périphérie, à l’interface des lès ou au niveau des émergences (cheminées, …), les préconisations du fabricant doivent être respectées. Ces géocomposites sont disponibles sous forme de rouleaux d’environ 50 m de long par environ 2 m de large.
  • Puisards/drains : le choix entre ces deux possibilités est conditionné par la configuration du bâtiment où le SDSD sera mis en place.
    Dans le cas d’un puisard, différents modèles existent dans le commerce, qu’ils soient initialement prévus pour gérer une problématique liée au radon ou non. De forme cylindrique ou cubique, leur taille est généralement de l’ordre de 50 cm de côté pour une hauteur moindre. La présence d’un orifice bas pour l’évacuation des éventuels condensats est recommandée. La surface d’ouverture doit être d’environ 1/3 de sa périphérie (EVALSDS, 2018). 
    Dans le cas d’un drain, ceux utilisés pour le drainage de l’eau peuvent être utilisés. Les tubes crépinés utilisés pour des piézomètres peuvent également être employés. Leur diamètre est classiquement compris entre 80 et 100 mm.
    La mise en place d’un géotextile autour des drains ou des puisards est recommandée.
     
  • Membranes : Qu’il s’agisse d’un SDSD actif ou passif, bien qu’elle ne soit pas obligatoire, l’ajout d’une membrane entre le massif drainant et la dalle béton est recommandée, afin d’améliorer l’étanchéité du dispositif, notamment en cas de défaillance de l’extraction. Dans la mesure du possible, les membranes sont d’un seul tenant afin d’éviter de devoir raccorder plusieurs lès. Si cela était nécessaire, les lès peuvent être soit thermosoudés par une entreprise spécialisée (proposition à privilégier), soit collés par une matière adhésive. Le recouvrement de deux lès est généralement de 15 à 20 cm (BRGM, 2014 et EVALSDS, 2018). Si des prélèvements d’air de sol doivent être réalisés, il peut être judicieux de vérifier l’absence d’interférences entre les substances volatiles présentes dans la colle et les substances recherchées (notamment en cas de prélèvement d’air du sol sous la dalle avant la mise en service de l’extraction).
    Une attention toute particulière doit être portée à l’absence d’objets contondants ou pointus lors de la mise en place de la membrane sur le massif de gravier. Une fine couche de sable sur un géotextile peut être mise en place sous la membrane pour la protéger (EVALSDS, 2018).

Figure 3 - Proposition de fixation d'une membrane à un mur. Source : BRGM, 2014, d’après CFG, 1991.

Figure 2 - Couche de sable sous la membrane. Source : EVALSDS, 2018.

L’étanchéité le long des murs, des dalles ou au passage de réseaux (notamment le réseau d’aspiration) doit également être parfaite. Différentes possibilités sont proposées dans le guide BRGM (2014) et dans le guide EVALSDS (2018).

Figure 3 - Proposition de fixation d'une membrane à un mur. Source : BRGM, 2014, d’après CFG, 1991.

Figure 3 - Proposition de fixation d'une membrane à un mur. Source : BRGM, 2014, d’après CFG, 1991.

Figure 4 - Exemple de conception dans le cas d’une dalle portée sur terre-plein. Source : EVALSDS, 2018.

Figure 4 - Exemple de conception dans le cas d’une dalle portée sur terre-plein. Source : EVALSDS, 2018.

Figure 5 - Exemple de conception dans le cas d’un dallage indépendant sur terre-plein. Source : EVALSDS, 2018.

Figure 5 - Exemple de conception dans le cas d’un dallage indépendant sur terre-plein. Source : EVALSDS, 2018.

  • Dalle béton : En fonction de l’usage (résidentiel, industriel, avec ou sans passage de véhicules légers ou lourds), l’épaisseur de la dalle dot être adaptée. Classiquement, pour une maison individuelle, la dalle est armée et l’épaisseur minimale généralement conseillée est de 12 cm (norme NF P 11-213-3, Mai 2007 et DTU 21, Juin 2017). Selon cette norme, dans le cas d’un local à usage autre qu’industriel, l’épaisseur minimum est classiquement de 13 cm (armée ou non). Dans le cas d’un local de type industriel, elle est classiquement de 15 cm (armée ou non). Ces éléments ne sont fournis qu’à titre indicatif. Il est donc indispensable de prendre l’attache d’une société spécialisée pour dimensionner correctement la dalle en fonction des besoins et des contraintes. Au-delà de la question de l'épaisseur de la dalle, ses caractéristiques sont à étudier avec précision, notamment en ce qui concerne la diminution de sa perméabilité à l'air. Pour cela, le lecteur peut se reporter à la fiche Vérifier et améliorer l’étanchéité de la dalle.
  • Réseau d’aspiration : Les réseaux d’aspiration sont classiquement en PVC. Néanmoins, en fonction des polluants rencontrés, du PE peut être utilisé. Ils doivent être raccordés de manière étanche.
    Si du PVC « écoulement » ou du PELD peuvent être employés (notamment pour les parties enterrées ou aériennes (évacuation de l’extracteur)), l’utilisation de matériaux plus solides (PEHD « pression » par exemple) peut être envisagée notamment si des conduits peuvent être endommagées par les occupants du bâtiment (ex : passage de canalisations non protégées dans certaines pièces du bâtiment). Le diamètre utilisé est classiquement de l’ordre de 10 à 15 cm de diamètre comme pour la taille du drain.
    Afin d’homogénéiser la mise en dépression sous dalle sous l’ensemble du bâtiment, l’utilisation de vannes de réglage peut être envisagée. 
    Une attention particulière doit être portée à la vérification de l’absence de chemins préférentiels (par les passages de réseaux à travers les murs ou les dalles) facilitant la circulation des vapeurs à l’intérieur d’un bâtiment et/ou depuis le sol jusqu’à l’intérieur du bâtiment (par exemple : du sous-sol vers le RDC, du RDC vers le 1er étage…).

 Photographie 1 - Exemple de nourrice permettant de réguler la dépression générée sous un bâtiment de type industriel et commercial.

Photographie 1 - Exemple de nourrice permettant de réguler la dépression générée sous un bâtiment de type industriel et commercial.

  • Réseau d'évacuation : L’air aspiré sous la dalle deoit être évacué à l’extérieur du bâtiment à une distance suffisamment importante de toute ouverture (voir Description). Des tuyaux métalliques ou en PVC écoulement, raccordés de manière étanche, peuvent être utilisés. A noter qu’il existe des tuyaux plastiques de différents diamètres, formes et couleurs permettant de limiter, autant que faire se peut, les désagréments esthétiques. En période hivernale, il est très fréquent que l’humidité naturellement présente dans l’air du sol condense dans la cheminée d'évacuation. Il est donc crucial de prévoir un moyen d’évacuer cette eau afin d’éviter qu’elle ne bouche le circuit d’évacuation et/ou endommage l’extracteur éventuellement utilisé. Dans le cas d’un bâtiment à construire, il est judicieux de prévoir de placer le réseau d'évacuation dans des gaines techniques, ce qui assure à la fois une isolation thermique et une maîtrise des nuisances esthétiques et sonores.
    Dans le cas d’un SDSD passif, il est crucial d’isoler thermiquement tout conduit qui ne se trouve pas dans une pièce chauffée. Dans ce cas, le projet EVALSDS recommande également des tuyaux de diamètre 200 mm minimum, afin d’optimiser le phénomène de tirage thermique.
    Dans le cas d’un SDSD actif, en fonction du débit extrait, un sifflement plus ou moins important peut s’entendre à proximité des conduits ou de l’extrémité du conduit.
    Une protection contre la pluie, les oiseaux et les insectes (type guêpes, frelons, …) est également fortement recommandée. Dans le cas d’un SDSD passif, des chapeaux extracteurs statiques (cf. EVALSDS, 2018) peuvent également être placés au sommet des conduits afin d’améliorer l’efficacité du tirage sans consommation d’énergie (utilisation de l’énergie du vent pour créer une dépression dans la conduit).
     
  • Point de contrôle : Un ou plusieurs points de contrôle peu(ven)t être réalisé(s) par carottage à travers la dalle et mise en place d’un tube, équipé d’un bouchon amovible. Une attention particulière doit être apportée à l’étanchéité de ce dispositif, afin de ne pas risquer de créer un chemin préférentiel d’intrusion de vapeurs dans le bâtiment. Ces points de contrôle perment de vérifier la dépression créée sous la dalle pendant toute la durée de vie de l’installation et de prélever des gaz de sol sous la dalle, notamment avant la mise en service de l’installation et avant son éventuel démantèlement.
    En cas d’utilisation de décapant ou de colle (exemple : collage de tubes PVC/PEHD), une attention particulière doit être portée au séchage et à la ventilation du tuyau avant installation, notamment si des prélèvements d’air du sol sous la dalle doivent être réalisés avant la mise en dépression.

Figure 6 - Schéma de principe d'un point de contrôle.

Figure 6 - Schéma de principe d'un point de contrôle.

  • Extracteur : Dans le cas d’un SDSD actif, l’extracteur doit être choisi en fonction de la superficie à gérer, de la perméabilité du milieu où l’aspiration est réalisée (massif drainant sous une dalle créée), des pertes de charges associées au réseau d’extraction. Pour mémoire, plus le débit développé par un extracteur est important, plus la dépression créée est faible.
    Dans le cas d’aspiration dans des massifs drainants spécialement créés, des extracteurs développant des débits allant jusqu’à 400 m3/h pour une dépression allant jusqu’à 200 Pa (en entrée d’extracteur, la dépression sous la dalle devant être de l’ordre de 4 à 10 Pa) pour une puissance électrique consommée de l’ordre de 40 à 80 W peuvent être rencontrés (pour des bâtiments simples de type pavillon).
    L’installation d’un dispositif permettant de régler la puissance consommée par l’extracteur permettra d’optimiser la consommation électrique de l’installation (voire les nuisances sonores).
    Dans le cas d’un SDSD actif, la question de la nuisance sonore engendrée par l’extracteur (fonctionnement 24h/24h, 7j/7j) est très importante à prendre en compte. Dans le cadre d’un bâtiment à construire, une manière simple consiste généralement à placer des extracteurs d’un local technique dédié, insonorisé le cas échéant. On privilégie un accès aisé à ce bâtiment (exemple : porte donnant directement sur l’extérieur) afin de faciliter les opérations de maintenance et d’entretien. Des caissons d’insonorisation peuvent être spécialement développés pour les extracteurs envisagés.
     
  • Raccordement électrique : Il convient d’étudier la pertinence de créer un réseau électrique indépendant assurant un fonctionnement sans interruption même en cas de défaillance du système électrique du bâtiment. Des compteurs horaires (voire énergétiques) sont également envisageables, afin de s’assurer que le taux de fonctionnement de l’appareil est bien suffisant (24h/24, 7j/7, 365j/an), voire de mesurer la consommation électrique associée (utile pour indemniser les occupants du bâtiment, le cas échéant).
     
  • Contrôle de la dépression : Outre les manomètres utilisés pour contrôler la dépression créée sous la dalle au niveau des points de contrôle (par exemple : lors des visites de contrôle – sensibilité de l’ordre du Pa), le contrôle de la dépression créée par le dispositif est réalisé à l’aide d’un (ou plusieurs) dispositif(s) de mesure permanent(s) (qu’il(s) fonctionne(nt) en continu ou non), pouvant être reliés à un système de veille pour assurer le bon fonctionnement via une connexion internet ou téléphonique. Ainsi, des capteurs de pression différentielle, mesurant la différence de pression effective entre l’air sous la dalle et la pièce, sont privilégiés.

    Remarque :
    L’utilisation de manomètres, à la place des capteurs de pression différentielle, peut également être envisagée. Néanmoins, lorsque ces manomètres sont reliés aux tuyaux d’aspiration (et non connectés directement aux points de contrôle réalisés à travers la dalle), ils ne permettent pas de vérifier la dépression effective sous la dalle, mais seulement de l’estimer à l’aide de tests réalisés lors de la mise en service du dispositif. Il convient, dans ce cas, de prouver que la seule mesure réalisée à l’aide du manomètre suffit à garantir l’existence, en permanence (ou presque notamment dans les cas des systèmes passifs, au cours desquels des inversions ponctuelles de pression peuvent être rencontrées), d’une dépression suffisante sous la dalle.
Contrôle préalables, résultats et conclusions

1. Échantillonnage et analyses chimiques

Afin de déterminer si des mesures constructives sont nécessaires, des analyses de gaz de sol au droit (ou à proximité immédiate) du bâtiment à construire doivent être réalisées. Les paramètres recherchés doivent être adaptés aux polluants susceptibles d’être présents dans les gaz de sols. En ce qui concerne les modalités de caractérisation des gaz de sol et de l’air intérieur, le lecteur est invité à se reporter au guide BRGM-INERIS (2016) et à la norme NF ISO 18400-204 (juillet 2017).

2. Dimensionnement

Il s'agir du dimensionnement du système d'extraction à mettre en œuvre sous la dalle (caractéristiques de l'éventuel système d'extraction à mettre en œuvre au cas où le système passif ne serait pas suffisant, nombre de tubes crépinés /drains nécessaires en fonction de la surface de la pièce).

3. Étanchéité des passages de réseaux

D’une manière générale, dans le cadre d’une problématique d’intrusion de vapeurs dans un bâtiment, une attention particulière doit être portée à la vérification de l’absence de chemins préférentiels (par les passages de réseaux à travers les murs ou les dalles) facilitant la circulation des vapeurs à l’intérieur d’un bâtiment et/ou depuis le sol jusqu’à l’intérieur du bâtiment  (par exemple : du sous-sol vers le RDC, du RDC vers le 1er étage…)

Voir Étanchéifier les passages de réseaux

Recommandations post-installation

Idéalement, un suivi de l’installation à distance est recommandé afin de limiter la gêne pour les occupants du bâtiment.

Mise en place d'un bilan quadriennal intégrant :

  • Contrôle de l'intégrité de la dalle béton à chaque visite ou inspection.
  • Contrôle de l'ensemble de l'installation à chaque visite ou intervention (extracteur (si installé), relevé du temps de fonctionnement (si SDSD actif), vérification de la dépression sous dalle et du débit total d'aspiration, ajustements éventuels (débits, puissance, réglages des vannes, etc) ...).
  • Contrôle de la qualité de l'air (1er niveau au-dessus de la dalle et rejet) tous les 3 mois la première année, puis possibilité d'adaptation de la fréquence en fonction de l'évolution des résultats (stabilité ou baisse).
Variantes

La mise en dépression d’un Drainage de gaz (ou SDSD) peut être faite soit de manière passive et naturelle (sans utilisation d’extracteur mécanique) soit de manière active à l’aide d’extracteur (ce qui nécessite une consommation d’énergie, généralement de l’électricité).

Dans le premier cas, deux grands principes physiques (pouvant se cumuler) permettent de créer la dépression nécessaire :

  • le tirage thermique. L’air chaud, de densité plus faible que l’air froid, a une tendance naturelle à monter. Ainsi, la simple différence de température entre l’air extérieur et l’air intérieur d’un bâtiment (ou l’air présent sous la dalle d’un bâtiment, réchauffé par l’inertie naturelle du sol, voire par la dalle du sol chauffée par l’air intérieur du bâtiment), va naturellement entrainer un flux d’air ascendant dans un conduit raccordé sous la dalle du bâtiment, créant ainsi une dépression sous cette dernière. Ce phénomène est plus important en hiver qu’en été quand le différentiel de température entre l’air aspiré et l’air extérieur est plus elevé. Ce phénomène est également accentué si la conduite d’extraction se trouve à l’intérieur d’un bâtiment chauffé (réchauffement de l’air circulant dans la tuyauterie). Dans ce cas, on évite de l’isoler thermiquement. A l’inverse, si la canalisation se trouve à l'extérieur ou dans un bâtiment non chauffé, ou lorsqu’elle traverse des pièces non chauffées (grenier), une isolation thermique est à prévoir (résistance thermique supérieure à 1 m².K/W (EVALSDS, 2018).
  • l’influence du vent (effet Venturi). Lorsqu’un flux d’air passe à l’extrémité d’une tuyauterie, sa vitesse est accélérée et une dépression se créée à l’extrémité de la tuyauterie. Ainsi, lorsque le vent souffle en haut d’une conduite débouchant sous une dalle, une dépression est créée dans cette conduite et donc également sous la dalle. Cependant, des phénomènes d’inversion d’écoulement d’air peuvent être rencontrés ponctuellement pour des configurations météorologiques défavorables. Compte tenu de la nature du risque (chronique), cela ne remet pas en cause la pertinence de cette mesure constructive qui présente ses propres avantages, notamment une maintenance réduite. De plus, le recours à des chapeaux extracteurs statiques permet à la fois de limiter ces phénomènes d’inversion d’écoulement d’air et d’améliorer le fonctionnement global de l’installation. A noter que le choix, voire le développement, de ces chapeaux relève d’un travail d’expertise (EVALSDS, 2018).

Dans le deuxième cas, la dépression sous la dalle est créée à l’aide d’un extracteur plus ou moins puissant en fonction de la perméabilité des matériaux dans lesquels l’aspiration doit être réalisée, de la surface à mettre en dépression et des pertes de charges associées au réseau d’aspiration et d’évacuation de l’air aspiré voire du traitement de l’air aspiré avant rejet.

Dans le cas d’un SDSD passif, une attention toute particulière doit être portée à la limitation maximale des pertes de charges (parois internes lisses, tuyauterie rigide (métallique ou plastique) nombre de coudes minimum (2 coudes à 30° au plus), massif drainant présentant une perméabilité importante, diamètre du conduit d’évacuation suffisamment important (200 mm par exemple)). En l’absence d’un volume suffisamment perméable sous une dalle, un SDSD passif est probablement insuffisant pour créer une dépression sous l’ensemble d’une dalle. Enfin, si l’efficacité du SDSD passif est remise en question après son installation et sa mise en service, il est envisageable d’installer un extracteur mécanique afin de transformer cette mesure constructive passive, en mesure constructive active. Il est ainsi recommandé d’anticiper cette possibilité dès le stade de la conception du dispositif passif.

Contrairement à ce qui est envisageable pour des bâtiments existants (Système de Dépressurisation Sous Dalle (SDSD)), le recours à des puits horizontaux ou verticaux, installés après réalisation d’une dalle béton directement sur le sol sans mise en place de massif drainant sous celle-ci, ne semble pas pertinent dans le cas d’un bâtiment à construire, pour au moins deux raisons :

  • L’absence de massif drainant limite l’homogénéité de l’aspiration sous la dalle, ce qui entraîne probablement une efficacité moindre et une surconsommation énergétique,
  • Ces puits rendent plus délicat le calfeutrage des tuyaux d’aspiration (aspects esthétiques voire thermique).
Applicabilité

Un SDSD peut être envisagé dans un bâtiment à construire comme dans un bâtiment existant. 

Lorsqu’elle est envisageable, cette méthode présente l’avantage d'empêcher ou de limiter le transfert des polluants volatils des sols sous-jacents vers le bâtiment, contrairement à une solution d'amélioration de la ventilation.

Voir Améliorer la ventilation d'un bâtiment existant (VMC)

Néanmoins, en fonction des cas (notamment les niveaux d’abattements nécessaires), cette solution peut être excessive (tant du point de vue technique qu’économique) par rapport à une amélioration de la ventilation (voir page A propos).

Dans le cas d’un bâtiment à construire, sa mise en œuvre est généralement plus simple, moins onéreuse et son efficacité accrue, puisque cette mesure constructive est intégrée dès la conception du projet qui tient compte de la problématique de remontée de vapeurs existante. En l’absence d’occupants dans un bâtiment à construire, les aspects liés à la communication avec les occupants et à la gestion de la gêne occasionnée pendant les travaux sont inexistants. Enfin, les modalités de contrôle et de maintenance du dispositif peuvent également être simplifiées, en étant anticipées et définies dès la phase de conception. Il est néanmoins rappelé qu’à l’heure actuelle, ces mesures constructives ne sont pas habituelles pour les opérateurs du bâtiment. Elles nécessitent une vigilance accrue de la part des maîtres d’ouvrage et surtout des maîtres d’œuvre. Pour cela, il leur est fortement conseillé de s’attacher les compétences d’un bureau d’étude spécialisé qui peut les accompagnés pendant toute la durée du projet de la conception à la réalisation puis à la mise en service (BATICOV, 2018). La communication vis-à-vis des futurs occupants et la conservation de la mémoire de la situation sont des sujets important à aborder aussi, y compris dans le cas des bâtiments à construire.

Dimensionnement

Le dimensionnement à réaliser est généralement relativement simple. En effet, la maîtrise de la perméabilité et de l’homogénéité du massif drainant mis en place vont grandement augmenter l’efficacité du dispositif.

1. Surface traitée

Un point d’extraction (i.e. : une cheminée d’extraction) d’un SDSD passif permet généralement de créer des dépressions satisfaisantes et homogènes dans un lit de graviers jusqu’à une surface d’environ 250 m² (ordre de grandeur dépendant des perméabilités à l’air du sol et du plancher bas du bâtiment) (BRGM, 2014 et EVALSDS, 2018). Le résultat est d’autant plus satisfaisant que le lit de gravier est perméable et homogène. Un ou plusieurs puisards ou réseaux de drains peuvent être raccordés à ce point d’extraction. Un raccordement de ce réseau à un extracteur mécanique accentue la dépression et la surface concernées.

2. Choix du type de point d’aspiration (drain horizontal ou puisard vertical) 

Ce choix dépend à la fois :

  • de la configuration du bâtiment (notamment au regard du cheminement possible de la canalisation d’évacuation et donc de l’endroit où la canalisation peut ressortir de la dalle). Dans le cas d’un SDSD passif, on essaiera de placer la canalisation d’évacuation le plus au centre possible du bâtiment pour profiter au maximum du tirage thermique et pour limiter les pertes de charges (cas d’un bâtiment à créer). Dans les cas simples, l’utilisation d’un puisard, plus simple à mettre en œuvre, est envisageable pour un SDSD passif et donc également pour un SDSD actif.
     
  • de la forme simple ou complexe de l’ancrage du bâtiment ou de la pièce devant faire l’objet d’un SDSD (bâtiment/pièce simple (rectangulaire ou carré) ou bâtiment/pièce de forme plus complexe),

Figure 7 - Schéma de principe de réseaux d'aspiration dans des bâtiments de formes différentes. Source : EVALSDS, 2018. 1/2.

Figure 7 - Schéma de principe de réseaux d'aspiration dans des bâtiments de formes différentes. Source : EVALSDS, 2018. 2/2.

Figure 7 - Schéma de principe de réseaux d'aspiration dans des bâtiments de formes différentes. Source : EVALSDS, 2018.

  • de la surface concernée. Un drain permet généralement de générer une dépression plus homogène et de traiter des surfaces légèrement plus importantes qu’un puisard.

Figure 8 - Schéma de principe de réseaux d'aspiration par drain. Source : EVALSDS, 2018.

Figure 8 - Schéma de principe de réseaux d'aspiration par drain. Source : EVALSDS, 2018.

  • de la présence de longrines ou de fondations. Dans ce cas, des puisards reliés entre eux ou des réseaux de drains permettent de connecter les différents compartiments.

Figure 9 - Schéma de principe de réseaux d'aspiration en cas de présence de longrines ou de fondations. Source : EVALSDS, 2018. 1/2.

Figure 9 - Schéma de principe de réseaux d'aspiration en cas de présence de longrines ou de fondations. Source : EVALSDS, 2018. 2/2.

Figure 9 - Schéma de principe de réseaux d'aspiration en cas de présence de longrines ou de fondations. Source : EVALSDS, 2018.

  • de la perméabilité des sols sous-jacents. La dépression créée est d’autant plus satisfaisante que la différence de perméabilité entre le massif drainant et les sols sous-jacents est importante. Plus les sols sous-jacents sont perméables par rapport au massif drainant, plus l’usage d’un drain est recommandé. A titre d’information, dans le cadre du projet EVALSDS, l’utilisation d’un réseau de drain (pour un SDSD passif) est recommandée lorsque le ratio perméabilité du gravier/perméabilité du sol est inférieur à 1000. Dans le cas d’un réseau de drain en râteau, plus le sol sous-jacent est perméable, plus la distance inter-drain doit être faible. Une distance inter-drain comprise entre 2 à 4 m pour un SDSD passif permet généralement d’obtenir une bonne homogénéité de dépression (de l’ordre de 14 Pa, variation de dépression comprise entre 3 et 6 %), lorsque la perméabilité du sol sous-jacent est inférieure à 10-11 m², en considérant une perméabilité de massif de gravier de 10-8 m²) (BRGM, 2014 et EVALSDS, 2018).
     

3. Choix de l’extracteur (cas des SDSD actif).

Dans le cas de la mise en place d’un SDSD actif sous une dalle reposant sur un massif drainant, la perméabilité importante du massif drainant n’engendre qu’une perte de charge limitée. Par conséquent, il n’est généralement pas nécessaire de recourir à des extracteurs développant des couples (débit/dépression) importants. La surface à traiter et la complexité du réseau d’aspiration et de refoulement (entraînant donc des pertes de charge) est néanmoins à prendre en compte lors du dimensionnement. Pour mémoire, il ne s’agit pas de dépolluer via un Venting, ni même d’attirer les vapeurs de la sub-surface mais simplement de bloquer les flux convectifs vers le bâtiment et de facto de procéder au captage par aspiration des polluants volatils qui remontent naturellement vers le bâtiment. La dépression générée doit donc être suffisamment élevée pour permettre ce captage des flux de vapeurs sous dalle puis leur évacuation en toiture, et pas trop forte pour ne pas accentuer les remontées de vapeurs au droit du bâtiment et éventuellement aboutir à un effet contreproductif.

Facteurs limitants

Dans le cas de bâtiment à construire, peu de facteurs limitants sont identifiés puisque le projet peut être adapté en conséquence. La réalisation de bâtiments de forme simple sans une multitude de longrines et autres fondations facilite la propagation de l’aspiration sous l’ensemble de la dalle. Néanmoins, même pour des bâtiments complexes et/ou en présence de longrines, Draine les gaz sous dalle (SDSD) est très probablement envisageable sous réserve d’augmenter le nombre de points d’aspiration ou de drains d’aspiration et d’anticiper les pertes de charges associées lors du choix de l’extracteur.

Coûts
Récapitulatif des coûts de drainage des gaz sous dalle.

Mesure constructive

Coût d’installation
(matériel et main d’œuvre, hors étude préalable et supervision)

Source/ Date

Coût de fonctionnement/
consommation électrique

Coût d’entretien
(hors prélèvements et analyses éventuels)

Paramètres influençant principalement le coût

Dalle béton armée + massif drainant 20/40 + drainage

50 à 90 € HT/m²

l) / 2013

Aucun

Aucun

Surface et usage de la dalle (résidentiel, industriel,…)

SDSD avec nouvelle dalle béton armée + massif drainant 20/40 + drainage

60 à 130 € HT/m²

l) / 2013

50 à 300 €/an (pour une maison individuelle, dépend aussi de la puissance de l’extracteur)

Surface et usage de la dalle (résidentiel, industriel,…)

Installation du rejet (cheminée)

entre quelques centaines à plusieurs milliers d'euros

l) / 2013

Aucun

Aucun

Hauteur, accessibilité (utilisation d'une échelle, d'une nacelle, d'un échafaudage,…)

Sources : e) ITRC (2007), l) retour d'expérience interne BRGM.

Références

1. Bibliographie

BATICOV (2017)
Mesures constructives vis-à-vis des transferts de pollutions volatiles du sol vers les bâtiments. Outils méthodologiques de la programmation à l’exploitation des bâtiments.
Collection expertise ADEME. 58 pp 
Traverse S., Cessac C., Collignan B., Côme J.M., Desrousseaux M., Grasset M., Hulot C., Raoust M.. 2018. Projet BATICOV
https://www.ademe.fr/baticov-mesures-constructives-vis-a-vis-pollutions-volatiles-sol-programmation-a-lexploitation-batiments-apr-gesipol-2014

BRGM (Août 2014) 
Guide relatif aux mesures constructives utilisables dans le domaine des SSP
Leprond H., Lion F., Colombano S. avec la collaboration de Windholtz J.(2014)
Rapport final BRGM/RP-63675-FR,172p., 26 fig., 19 tabl., 5 ann.
http://ssp-infoterre.brgm.fr/guide-relatif-aux-mesures-constructives
http://infoterre.brgm.fr/rapports/RP-63675-FR.pdf

BRGM-INERIS (2016)
Guide pratique pour la caractérisation des gaz du sol et de l’air intérieur en lien avec une pollution des sols et/ou des eaux souterraines
BRGM RP-65870-FR - INERIS-DRC-16-156183-01401A
http://ssp-infoterre.brgm.fr/guide-pratique-caracterisation-gaz-du-sol-et-air-interieur 

CFG (1991)
Recommandations générales pour la réalisation d’étanchéités par géomembranes
http://www.cfg.asso.fr/publications/guides-de-recommandations/n10-recommandations-generales-realisation-etancheite-par-geomembranes

CSTB (2008)
Le radon dans les bâtiments : Guide pour la remédiation des constructions existantes et la prévention des constructions neuves.
Collignan B., Sullerot B.

EVALSDS (2018)
Recommandations pour la réalisation d’un système de dépressurisation des sols à fonctionnement naturel, de la conception a la maintenance
ADEME
https://www.ademe.fr/evaluation-performance-systemes-depressurisation-sol-a-fonctionnement-naturel-l

https://www.ademe.fr/sites/default/files/assets/documents/guide_evalsds_2018.pdf

ITRC (2003)
Vapor Intrusion Issues at Brownfield Sites
Guide ITRC (Interstate Technology & Regulatory Council)
https://www.itrcweb.org/PetroleumVI-Guidance/Content/Resources/BRNFLD-1.pdf

New York State Department of Environmental Conservation (2007)
DER-15: Presumptive /Proven Remedial Technologies

NF DTU 21 (Juin 2017)
DTU 21 - Travaux de bâtiment - Exécution des ouvrages en béton
https://www.boutique.afnor.org/norme/nf-dtu-21/dtu-21-travaux-de-batiment-execution-des-ouvrages-en-beton-partie-1-1-cahier-des-clauses-techniques-types-partie-1-2-criteres-ge/article/895213/fa191614

NF ISO 18400-204 (Juillet 2017)
Qualité du sol - Échantillonnage - Partie 204 : lignes directrices pour l'échantillonnage des gaz de sol
https://www.boutique.afnor.org/norme/pr-nf-iso-18400-204/qualite-du-sol-echantillonnage-partie-204-lignes-directrices-pour-l-echantillonnage-des-gaz-du-sol-/article/842404/fa184952

NF P11-213-3/A1 (Mai 2007)
DTU 13.3 - Dallages - Conception, calcul et exécution
https://www.boutique.afnor.org/norme/nf-p11-213-3-a1/dtu-133-dallages-conception-calcul-et-execution-partie-3-cahier-des-clauses-techniques-des-dallages-de-maisons-individuelles/article/659845/fa149869

US EPA (2008)
Enginnering Issue: Indoor Air Vapor Intrusion Mitigation Approaches
Science Applications International Corporation.
U.S. Environmental Protection Agency, Washington, DC, EPA/600/R-08/115, 2008.
https://cfpub.epa.gov/si/si_public_record_report.cfm?Lab=NRMRL&dirEntryId=191565

US EPA (1993)
Radon Reduction Techniques for Existing Detached Houses - Technical Guidance (Third Edition) for Active Soil Depressurization Systems
HENSCHEL, D.
U.S. Environmental Protection Agency, Washington, DC, EPA/625/R-93/011 (NTIS PB2000-106361)
https://cfpub.epa.gov/si/si_public_record_Report.cfm?Lab=NRMRL&dirEntryID=124795

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