Améliorer l’efficacité d’un vide sanitaire

Lorsqu’un bâtiment présente un vide sanitaire, le moyen le plus efficace de gérer une intrusion de polluants volatils est de mettre en place un Système de Dépressurisation Sous Membrane (SDSM). Néanmoins, si cela n’est pas envisageable, notamment lorsqu’aucune ouverture n’autorise l’intervention d’opérateurs à l’intérieur du vide-sanitaire, la solution restante est d’Améliorer la ventilation du vide sanitaire afin de réduire les concentrations de polluants volatils dans ce volume tampon, et donc de limiter le transfert des polluants vers les niveaux supérieurs.

1. Normes de ventilation des vides sanitaires

Une ventilation, a minima naturelle, du volume du vide sanitaire est nécessaire, y compris en dehors de toute problématique de sites et sols pollués. Aucun texte réglementaire (sauf le DTU 61.1 spécifique à la présence d’un chauffage au gaz) ne semble exister dans ce domaine. Ainsi, elle doit répondre à quatre exigences majeures, non seulement en fonction du type de « toit » du vide sanitaire et de l’humidité apparente du sol qui le porte, mais aussi et surtout pour assurer sa pérennité et son rôle. Ces exigences définissent différentes sections de ventilation, issues de méthodes de calcul dont les valeurs et les notions sont directement liées aux raisons qui les motivent :

• La durabilité, l'hygiène et la salubrité. Pour cette première exigence, un vide sanitaire sera considéré comme ventilé si la surface totale des bouches de ventilation est au moins égale à 0,05% de la surface du vide sanitaire (soit 5 cm²/m²) (exemple : pour 100 m², la surface de ventilation sera de 500 cm²),
   
• La condition thermique. . La lame d'air, que constitue le vide sanitaire, possède une résistance thermique au même titre que les murs et les planchers constituant le vide-sanitaire. Le renouvellement de l'air du vide-sanitaire par de l'air provenant de l'extérieur a une influence directe sur les déperditions thermiques engendrées par ce renouvellement. Ainsi, par exemple, pour une lame d'air d'épaisseur 30 cm, la prise en compte de ces déperditions thermiques aboutit a considérer un vide sanitaire comme comme fortement ventilé si la surface de ventilation est supérieure à 15 cm²/m². Il est faiblement ventilé si la surface de ventilation est comprise entre 5 et 15 cm²/m²,
   
• L'utilisation du gaz naturel, comme source d'énergie principale ou secondaire du bâtiment pour le chauffage d’un bâtiment ou l’alimentation d’une gazinière. Le passage de canalisations de transport de gaz dans un vide sanitaire est réglementé par la norme NF DTU 61.1 Parties 2 et 3. Les exigences sont les mêmes que pour l’exigence « Durabilité »,
   
• La fonction anti-radon, pour les zones concernées (31 départements en France métropolitaine). Dans ce cas, un vide sanitaire doit être ventilé par un flux d’air d’un débit compris entre 1,5 et 5 m³/h et par m². Ainsi, pour un vide sanitaire de 100 m², le débit sera compris entre 150 et 500 m³/h.

L’INERIS préconise par ailleurs dans son rapport de 2005 un taux de ventilation de 1,1 vol/h pour un vide sanitaire (INERIS, 2005). Ce débit est un minimum et est peut-être à augmenter en fonction du dégazage existant. Outre l’existence d’une section suffisante pour assurer un taux de ventilation suffisant, il est également crucial de prévoir un nombre d’ouvertures suffisant et une localisation judicieuse, afin de garantir l’efficacité de cette ventilation (notamment lorsque le vide-sanitaire est compartimenté) en assurant un bon balayage et en évitant les zones mortes.

Il convient de noter que certains conduits verticaux existent et peuvent assurer un renouvellement d’air de 1 à 1,5 volumes par heure (principe comparable au tirage naturel d’une cheminée). Leur efficacité est d’autant plus élevée que la différence d’altitude est importante entre le vide-sanitaire et l’extrémité haute du conduit. Dans tous les cas, lors de la mise en place d’un vide sanitaire, il faut prendre garde à ne pas laisser de zone morte, non ventilée. Néanmoins, ces solutions sont rarement rencontrées dans la pratique.

2. Mise en dépression ou en surpression d’un vide sanitaire

Les bâtiments sans cave sont souvent construits sur des vides sanitaires de plus ou moins grandes dimensions, normalement munis d’ouvertures d’aération. Une disposition optimale de ces ouvertures, si elles sont en nombre suffisant, peut suffire à assurer un renouvellement satisfaisant de l’air pollué et ainsi protéger efficacement les occupants du bâtiment.
Dans le cas contraire, un extracteur peut être installé pour favoriser le renouvellement de l’air du vide sanitaire. Cet extracteur peut être utilisé pour mettre le vide sanitaire en dépression ou en surpression.

a. Mise en dépression d’un vide sanitaire

L’extracteur va créer une dépression dans le vide sanitaire (généralement de l’ordre de 2 à 15 Pa, valeur à adapter au bâtiment et à la problématique rencontrée) (voir figure ci-dessous), afin que les pièces utilisées soient en surpression par rapport au sous bassement. La remontée des polluants volatils du vide sanitaire vers les pièces à protéger est ainsi empêchée.

La mise en dépression du vide sanitaire nécessite une bonne étanchéité, que ce soient des murs latéraux ou du plancher du bâtiment, ce qui est généralement difficile à obtenir. L’association d’une étanchéité du vide sanitaire avec une distribution optimale et un nombre adéquat d’ouvertures permet de générer et de contrôler un flux d’air suffisant. Le vide sanitaire doit également comporter le moins d’obstacles possibles, afin d’éviter l’existence de zones « mortes », peu ou pas ventilées. La création d’ouvertures dans les parois compartimentant par exemple un vide sanitaire est nécessaire.

Figure 1 - Principe d'un mise en dépression d'un vide sanitaire. Source : CSTB.

En revanche, une mise en dépression trop importante peut contribuer à attirer et à concentrer les gaz pollués sous le bâtiment et accentuer le problème plutôt que de le régler en engendrant ainsi d’autres difficultés (respect des valeurs de référence dans les pièces utilisées, concentration dans les gaz rejetés…). Pour les mêmes raisons, la présence d’équipements tels que chaudière, cheminée, poêle, etc. est également à considérer en raison des risques d’intoxication par les gaz de combustion qui peuvent s’accumuler dans les pièces ou/et le vide sanitaire (dans le cas où il est possible de pénétrer dans le vide sanitaire) plutôt que de s’évacuer.

b. Mise en surpression d’un vide sanitaire

Le dispositif nécessaire à la mise en surpression d’un vide sanitaire est comparable à celui utilisé pour le mettre en dépression. L’extracteur sera généralement « retourné » afin de souffler dans le vide sanitaire et les grilles de prise d’air remplacées par des grilles de surpression, dont l’ouverture est conditionnée à l’atteinte d’une valeur donnée de surpression.

Cette méthode a pour intérêt principal d’éviter que le panache gazeux soit attiré et se concentre sous la maison. La problématique liée à l’étanchéité du vide sanitaire reste néanmoins identique à celle présentée dans les paragraphes précédents. Si cette méthode est envisageable dans un bâti neuf, elle semble plus délicate à mettre en œuvre dans un bâtiment existant (COSTIC, 2017). Néanmoins, COSTIC (2017) traite de la mise en surpression d’un bâtiment dans son ensemble, ce qui est généralement plus délicat à réaliser que celle d’un volume plus petit et plus « simple » comme un vide-sanitaire. Par conséquent, en fonction de l’état du vide-sanitaire, l’amélioration de son étanchéité pourra être étudiée. En revanche, l’attention du lecteur est attirée sur un paramètre crucial à prendre en compte avant le choix et la mise en œuvre de cette technique : en cas de sols sous-jacents peu perméables, la mise en surpression d’un vide-sanitaire peut favoriser l’intrusion de vapeurs. Par conséquent, cette méthode est recommandée pour des sols sous-jacents très perméables et nécessite des tests pour s’assurer qu’elle n’aggrave pas la situation.

L’emploi de ces deux techniques est conditionné par différents facteurs : l’existence d’un vide sanitaire sous le bâtiment en premier lieu, son étanchéité, et surtout son accessibilité et sa configuration. Cette technique est ainsi d’autant plus efficace qu’elle est couplée à la mise en place d’une géomembrane au sol pour limiter les remontées de polluants volatils et si la configuration du vide sanitaire est parfaitement connue (intégral ou compartimenté). Elle peut néanmoins présenter des facteurs limitants surtout en période hivernale :

• Suivant les régions, le risque de gel des canalisations d’eau transitant dans le vide sanitaire est à prendre en compte. Il faut alors veiller au bon positionnement des canalisations par rapport aux entrées d’air et à leur isolation, notamment dans le cas où le vide sanitaire est sur-ventilé,

• La circulation d’air frais sous le bâtiment induit également le refroidissement du plancher du rez-de-chaussée, ce qui conduit là aussi à un surcoût énergétique voire à un inconfort pour l’occupant.

• Grille de ventilation,
• Ventilateur fonctionnant en dépression/surpression selon les cas.

• Vérification du mode de ventilation du vide sanitaire (type de ventilation, nombre de points d'entrée / sortie, débit de ventilation),
• Étude de faisabilité / essai pilote afin d'augmenter le taux de ventilation en cas de mise en place d’un extracteur avec étude du nombre minimum d'entrées d'air nécessaires par une société spécialisée et la vérification de la capacité à maintenir en dépression/surpression le vide sanitaire.

Mise en place d'un bilan quadriennal intégrant : 

• Contrôle du fonctionnement et entretien du système de ventilation à faire par une société spécialisée selon les préconisations du fabriquant ou/et de l'installateur.
• Contrôle de la qualité de l'air (pièce) tous les 3 mois la première année, puis possibilité d'adaptation de la fréquence en fonction de l'évolution des résultats (stabilité ou baisse).

Cette méthode peut également être envisagée en complément d’un Système de Dépressurisation Sous Membrane (SDSM) si celui-ci ne s’avérait pas suffisamment efficace. Néanmoins, il convient de s’assurer au préalable que le SDSM est correctement mis en œuvre. En effet, un manque d’efficacité d’un SDSM est généralement lié à un problème lors de son installation (défaut d’étanchéité de la membrane par exemple).

Cette mesure constructive est applicable dans un vide-sanitaire relativement étanche pour atteindre la dépression ou la surpression souhaitée.

A faire réaliser par une société spécialisée dans la ventilation.

Outre le compartimentage du vide-sanitaire qui complexifie, voire empêche la circulation de l’air dans le vide-sanitaire, cette mesure constructive peut néanmoins aussi présenter d'autres facteurs limitants surtout en période hivernale :

• Suivant les régions, le risque de gel des canalisations d’eau transitant dans le vide sanitaire est à prendre en compte. Il faut alors veiller au bon positionnement des canalisations par rapport aux entrées d’air et à leur isolation, notamment dans le cas où le vide sanitaire est sur-ventilé,
• La circulation d’air frais sous le bâtiment induit également le refroidissement du plancher du rez-de-chaussée, ce qui conduit là aussi à un surcoût énergétique voire à un inconfort pour l’occupant.

Source : l) retour d’expérience interne.

1. Bibliographie

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

INERIS (2005)
Etude des modèles d'évaluation de l'exposition et des risques liés aux sols pollués Modélisation du transfert de vapeurs du sous-sol ou du vide sanitaire vers l'air intérieur
n° INERIS DRC-05-57278-DESP/R03a
https://www.ineris.fr/sites/ineris.fr/files/contribution/Documents/etude__risques.pdf

COSTIC (2017)
Ventilation mécanique par insufflation dans l’habitat individuel (Version n°2)
Étude réalisée par Comité Scientifique et Technique des Industries Climatiques pour l'ADEME
Rapport final. Référence COSTIC : 45090. mars 2017. 76 p.
https://librairie.ademe.fr/urbanisme-et-batiment/1421-ventilation-mecanique-par-insufflation-dans-l-habitat-individuel.html