Vérifier et améliorer l’étanchéité de la dalle permet de limiter les chemins préférentiels et l’intrusion de vapeurs de polluants volatils dans le bâtiment.
Cependant, selon les concentrations mesurées sous le bâtiment et les taux d’abattement attendus, cette précaution peut ne pas être suffisante à elle seule. Elle constitue alors un préalable indispensable pour augmenter l’efficacité de la (ou des) mesure(s) constructive(s) complémentaires mises en œuvre.
Seuls quelques matériaux (certains métaux et le verre) présentent une très faible perméabilité aux gaz. Les matériaux de construction (béton, brique, plâtre…) ne sont pas, pour la plupart, pleinement hermétiques à la pénétration des gaz. De plus, tous les points faibles de la structure sont susceptibles de créer autant de chemins préférentiels potentiels pour l’intrusion de polluants volatils dans un bâtiment. Ces défauts d’étanchéité, qui peuvent générer des transferts diffusifs ou convectifs, peuvent être de nature très variée :
- Fissures et joints dans le radier et les murs,
- Passages de réseaux (canalisations et câbles) à travers le bâti,
voir : Etanchéifier les passages de réseaux, - Soupiraux dans les murs du sous-sol,
- Cheminées,
- Grandes surfaces telles que des sols de cave en terrain naturel, en gravier,
- Parties de construction perméables (planchers sur poutres, hourdis, murs en pierres),
- etc.
Figure 1 - Exemple des principaux défauts d'étanchéité existants.
L’étanchéification du bâtiment consiste alors à le rendre moins perméable aux gaz et à empêcher les mouvements d’air favorisant l’intrusion des polluants volatils par ces chemins. Plusieurs solutions indépendantes les unes des autres sont disponibles et consistent à :
1. Colmater la maçonnerie enterrée
Toutes les fissures et tous les défauts d’étanchéité doivent être obturés en insérant des joints d’étanchéité (principalement à l’aide de ciment à prise rapide ou de joints en matériaux synthétiques). Les supports doivent être préparés et propres pour que l’efficacité de ces travaux soit maximale.
Cette méthode peu onéreuse, rapide et aisée à mettre en œuvre ne peut pas être considéré comme pérenne (l’origine de la fissuration peut être liée au vieillissement de la dalle, qui s’aggravera avec l’apparition de nouvelles fissures où à des déformations de structure qui peuvent aussi se poursuivre). Ce type de mesure doit être considéré davantage comme une action immédiate, dans l’attente de la mise en œuvre d’une solution définitive et ou plus efficace.
L’identification visuelle de macro-fissures et leur traitement, ne suffisent souvent pas. En effet, l’entrée des polluants volatils est toujours possible via des microfissures dont le traitement est plus complexe et nécessite la mise en place d’un revêtement de surface (voir ci-dessous) adapté aux supports rencontrés et à l’ensemble de la superficie mise en jeu. La mise en place de ce revêtement de surface (plus onéreux et plus contraignant pour un éventuel usager) peut nécessiter le recours à des études complémentaires, réalisées par des entreprises spécialisées, afin de s’assurer de leur efficacité, compte tenu de la perméabilité du matériau ou de la présence réelle de microfissures. Ces travaux ont généralement une durée de vie et une efficacité plus importante, malgré un coût potentiellement élevé.
2. Appliquer un revêtement sur une dalle béton (si la dalle n’est pas en trop mauvais état)
Il s’agit principalement de revêtements à base de polymère. Ils se distinguent par leur très bonne adhérence avec le béton et l’acier et leur bonne résistance aux contraintes mécaniques. Deux classes de résines sont principalement reconnues : les résines époxy et les résines polyuréthanes. La deuxième catégorie résiste mieux aux microfissures. Il existe également des membranes appliquées en spray. Une attention particulière doit être portée aux composés volatils éventuellement relargués lors de leur mise en place et après celle-ci, afin de s’assurer que ces émissions ne sont pas problématiques vis-à-vis de l’usage envisagé et qu’elles ne sont pas de nature à interférer lors des prélèvements d’air réalisés a posteriori. Pour cela, une prise de contact avec le fabricant est recommandée.
3. Réalisation ou remplacement du plancher
Cela est impératif dès lors qu’un sol en terre battue est présent dans un bâtiment présentant des intrusions de polluants volatils.
Idéalement, cette nouvelle dalle sera réalisée en une seule opération, sans raccord, avec un béton « haute performance » (à défaut, un ragréage peut être envisagé bien que son efficacité et sa durabilité puisse être moindre). Dans le cas de bâtiments existants, le recours à cette technique reviendrait à casser au préalable les dalles existantes. Si une nouvelle dalle béton est créée dans un bâtiment existant, il est judicieux d’en profiter pour installer un Système de Dépressurisation Sous Dalle (SDSD) qui assurera une efficacité bien plus importante que la seule réfection d’une dalle.
Il est possible de limiter les risques de fissures en renforçant le béton avec des métaux ferreux ou des fibres et/ou en favorisant un béton de haute qualité (peu poreux).
Les performances du béton sont améliorées pa l'augmentation de la teneur en ciment ou la diminution de la teneur en eau par ajout d’adjuvants spécifiques tels que :
a. Les super-plastifiants
Ce sont des polymères utilisés dans l’industrie du béton. L’addition d’adjuvants dans la composition du béton permet notamment de jouer sur la teneur en eau du béton et donc de le rendre moins perméable à l’air et aux polluants volatils.
L’introduction de ces composés ne doit jamais se faire à sec : ils peuvent être introduits par exemple dans l’eau de gâchage avant le mélange avec le ciment. Le recours à ces composés et leur utilisation doivent être réalisés par une entreprise spécialisée afin d’assurer un bon dosage, une bonne homogénéisation du mélange et surtout une bonne application.
b. Les adjuvants minéraux
Des adjuvants minéraux en poudre, à l’instar des cendres volantes, peuvent diminuer encore davantage la perméabilité des bétons. Les cendres volantes et les matériaux pouzzolaniques, comme les cendres volcaniques, l'argile et les schistes calcinés, peuvent remplacer une partie du ciment. Ils peuvent ainsi contribuer à augmenter la résistance finale et l'imperméabilité du béton comme le montre le tableau ci-dessous. Les cendres volantes peuvent remplacer jusqu’à un tiers de la quantité de ciment initiale.
| Béton utilisé | Perméabilité estimée (m.s-1) |
| Béton avec cendres volantes | < 10-13 |
| Portland normal (eau/ciment = 0,4) | 10-12 |
Ces deux types d’adjuvants permettent d’obtenir des bétons haute performance qui se caractérisent par une forte compacité et une très faible porosité. En découlent alors des performances spécifiques :
- Résistance à la corrosion,
- Faible perméabilité (à l’eau, à l’air, au gaz…), ce qui constitue une barrière d’étanchéité,
- Gain en termes de coût (baisse de la consommation en eau et en ciment),
- Intérêt environnemental : valorisation de coproduits industriels, obtenus à partir des résidus de l’industrie du papier, pour certains super-plastifiants.
Dans les deux cas, l’ajout d’une membrane synthétique préfabriquée sous la dalle béton est généralement conseillé. Il s’agit de ne pas perforer cette membrane lors de l’installation (sol plan, dépourvu d’objet contondants). Une membrane d’un seul tenant est privilégiée afin de limiter les risques de faiblesses d’étanchéité à l’interface des lès. A défaut, une attention particulière doit être portée à l’étanchéité au niveau des jonctions entre les lés : un recouvrement minimal de 15 à 20 cm est préconisé. Bien que la jonction de la membrane puisse être réalisée à l’aide d’un scotch double-face adéquat après nettoyage des surfaces à coller, il est fortement recommandé que la jonction soit réalisée par soudure thermique, étant donné qu’aucun contrôle ultérieur ne pourra être réalisé après réalisation de la dalle. Il faudra être vigilant vis à vis des préconisations du fabricant afin de ne pas endommager la membrane lors de cette soudure et pratiquer un contrôle des soudures (ces opérations de pose, soudure et contrôle sont réalisées par des entreprises spécialisées et disposant des agréments nécessaires).
Figure 2 - Recouvrement et fixation étanche de deux lès. Source : Johnson, 2001.
Un contrôle qualité lors de l’installation est essentiel pour assurer une bonne étanchéité de l’installation. L’étanchéité des soudures peut être vérifiée par mise en pression du canal qui sépare les deux cordons de soudure (doubles soudures) et l’étanchéité globale en injectant sous la membrane de la fumée ou un gaz traceur facilement détectable à l’aide d’appareil de mesures spécifiques.
1. Réseaux enterrés
Avant de percer/casser les dalles, on doit s’assurer de l’absence de réseaux enterrés sous la dalle ou dans la dalle (plancher chauffant notamment).
2. Présence éventuelle d’amiante
Avant de percer les dalles, on doit s’assurer de l’absence d’amiante (ex : colle amiantée utilisée pour fixer les anciennes dalles lino ou PVC, voire colle carrelage).
3. Échantillonnage et analyses chimiques
Afin de déterminer si des mesures constructives doivent être mises en œuvre, il faut réaliser des analyses de gaz de sol au droit (ou à proximité immédiate) du bâtiment (existant ou à construire). Les paramètres recherchés dépendent des 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).
4. Étanchéité des passages de réseaux
D’une manière générale, dans le cadre d’une problématique d’intrusion de polluants volatils 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 polluants volatils depuis le sol jusqu’à l’intérieur du bâtiment ou à l’intérieur d’un bâtiment (par exemple : du sous-sol vers le RDC, du RDC vers le 1er étage…)
Voir : Etanchéifier les passages de réseaux
Contrôle de l'étanchéité de la dalle à chaque visite ou inspection et renfort éventuel, à intégrer au bilan quadriennal.
Aucune restriction d’utilisation.
En cas de réfection d’une dalle existante, il faut au préalable s’assurer qu’elle ne présente pas de plancher chauffant intégré. Dans ce cas de figure, il faut plus généralement s’assurer, auprès d’un spécialiste, que les mesures constructives envisagées (qu'elles soient passives ou actives) ne risquent pas d’endommager le système de chauffage par le sol ou de diminuer les caractéristiques intrinsèques du plancher chauffant et l’efficacité de la mesure constructive envisagée, ce qui est susceptible de remettre en cause la pertinence de la solution sauf à refaire le système.
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Mesure constructive |
Coût d’installation |
Source/ Date |
Coût de fonctionnement/ |
Coût d’entretien |
Paramètres influençant principalement le coût |
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Colmatage des fissures |
De l’ordre de 10 € HT par mètre linéaire |
b) / 2008 |
Aucun |
A renouveler autant de fois que nécessaire |
Longueur et grosseur de la fissure |
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Ragréage |
10 à 40 € HT/m2 |
l) / 2013 |
Aucun |
Surface et état de la surface à ragréer |
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|
Dalle béton armée seule |
40 à 70 € HT/m² |
l) / 2013 |
Aucun |
Surface et usage de la dalle (résidentiel, industriel,…) |
|
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Membrane plastique |
3 à 40 € HT/m² (hors préparation préalable du sol) |
d) / 2001 |
Aucune (sauf si elle est endommagée) |
Surface, nécessité de raccorder plusieurs lès ou non, présence de réseaux à étancher ou non |
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Résines époxy ou polyuréthane |
10 à 20 € HT/m² |
d) / 2001 |
A renouveler lorsqu’elle est endommagée |
Surface et usage après application (frottement mécanique ou non par exemple) |
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Membranes en spray |
10 à 35 € HT/m² |
d) / 2001 |
|
Aucun |
Surface, topographie du terrain, présence de réseaux |
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Adjuvants et superplastifiants béton |
0,5 à 0,7 € HT/m2 |
j) / 2002 |
|
Aucun |
- |
Sources : b) US EPA (2008), d) Bureau of Reclamation (2001), e) ITRC (2007), j) Site FranceBeton.com, l) retour d'expérience interne BRGM, m) ITRC (2003)
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
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
Bureau of Reclamation (2001)
Construction Cost Table - Canala Lining Demonstration Project - June 1, 2001
PN Regional Office Boise, ID and Bureau of Reclamation, Denver Technical Center Denver, CO
FranceBeton.com
Tarifs
https://www.francebeton.com/tarifs.htm
ITRC (2003)
Vapor Intrusion Issues at Brownfield Sites
Guide ITRC (Interstate Technology & Regulatory Council)
https://www.epa.gov/sites/default/files/2015-05/documents/brnfld-1.pdf
ITRC (2007)
Vapor Intrusion Pathway: A Practical Guideline
Technical and Regulatory Guidance.VI-1
ITRC (Interstate Technology & Regulatory Council).
Washington, D.C.: Interstate Technology & Regulatory Council, Vapor Intrusion Team
https://www.itrcweb.org/Documents/VI-1.pdf
JOHNSON R. (2001)
Protective measures for housing on gas-contaminated land
ISBN 9781860814600 , 70 p.
IHS BRE Press
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
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