Système de Dépressurisation Sous Dalle (SDSD)

Le principe de cette technique est de 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'aspirer les polluante et d’éviter qu'ils entrent dans le bâtiment). 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 consommateur d’énergie).

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 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 et/ou des configurations de bâtiment), cette solution pourrait être excessive et/ou non applicable (tant du point de vue technique qu’économique) par rapport à une amélioration de la ventilation (Voir la page A propos).

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

Deux grands cas peuvent être rencontrés :

• Réalisation d’une dalle béton, la plus étanche possible (notamment au niveau des joints de dilatation et des joints périphériques voire des traversées de canalisations ou de réseaux au travers de la dalle (voir Étanchéifier les passages de réseaux) et reposant sur un lit de graviers (massif drainant) à l’intérieur duquel est placé un drain d’aspiration. La mise en œuvre d’une dalle béton est particulièrement adaptée lorsqu’un sol en terre battue (ou un plancher perméable sur terre battue) est présent ou lorsque la dalle existante est très poreuse ou en très mauvais état (présence de nombreuses fissures qu’il serait difficile de boucher correctement). Dans ce cas, il est nécessaire de décaisser le sol en terre battue ou de retirer la dalle béton existante.
   
• Réalisation de puits d’aspiration sous une dalle existante par des carottages verticaux (ou horizontaux à travers les murs/fondations du bâtiment). Il conviendra obligatoirement de commencer par Vérifier et améliorer l'étanchéité de la dalle (fissures, joints de dilatation) et Étanchéifier les passages de réseaux.

En fonction des cas, un ou plusieurs points d’aspiration peuvent être nécessaires, notamment (i) en cas d’absence d’informations concernant les fondations du bâtiment, (ii) en cas de bâtiments présentant des parties basses sur différents demi-niveaux et/ou (iii) si le test pilote, préalable permettant de dimensionner le dispositif (voir Dimensionnement), ne permet pas d’obtenir des informations suffisamment précises concernant leur rayon d’influence. Afin d’être le plus efficace possible, ils doivent être localisés suffisamment près des points d’entrée des polluants dans le bâtiment (qui doivent donc avoir été identifiés lors du diagnostic préalable) ou des zones de sol émissives (selon la cartographie des gaz sous dalle par exemple).

L’objectif de cette technique n’est pas de créer une dépression trop importante sous la dalle d’un bâtiment : un SDSD 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 seront les plus éloignés possible des points d’aspiration associés. Leur mise en place sera étudiée afin de ne pas créer de chemins préférentiels pour les gaz. Ils seront ainsi équipés de bouchons amovibles étanches et leur scellement en surface sera 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 que le toit est 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 dot 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 est insuffisant au regard de la complexité et de la sensibilité liées aux mesures constructives.

Les moyens matériels nécessaires sont détaillés ci-dessous :

Cas des SDSD reposant sur la mise en place d’un massif drainant sous une dalle béton (ex : bâtiment présentant des zones en terre battue)

• Massif drainant : aplani et compacté, constitué de graviers dont la granulométrie doit être la plus homogène possible afin d’assurer sa bonne perméabilité et donc faciliter une mise en dépression de l’ensemble de son volume. Un compactage soigné évite que l’étanchéité par membrane 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 de 15 cm et doit 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 peut également être suivi dans le cadre d’un SDSD actif.
  Le massif de graviers doit entièrement recouvrir le réseau de drains positionné 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 entre lesquels se trouvent des drains perforés régulièrement espacés. 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 est 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 du puisard 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 est 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 devaient être réalisés, il pourrait 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).

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).

• Dalle béton : l’épaisseur de la dalle est à adapter en fonction de l’usage (résidentiel, industriel, avec ou sans passage de véhicules légers ou lourds). 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, 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.

Cas des SDSD reposant sur la création de puits d’aspiration sous une dalle existante.

• Massif drainant : dans le cas de puits d’aspiration verticaux, pour des raisons techniques et esthétiques, il est généralement nécessaire de réaliser un carottage de la dalle (ou du mur, dans le cas d’un puits horizontal) d’un diamètre d’environ 10 à 15 cm de diamètre. Une cavité d’environ 30 cm x 30 cm x 30 cm est ensuite créée par extraction des matériaux présents sous la dalle. Compte tenu de ces caractéristiques, après mise en place d’un puits d’aspiration (par exemple : une crépine inox), il est plus aisé de combler la cavité avec un massif drainant de granulométrie plus réduite que celle recommandée dans la partie précédente. Ainsi, un massif de graviers analogue à celui utilisé lors de la réalisation d’ouvrages piézométriques peut être envisagé, l’important étant que cette granulométrie soit supérieure aux ouvertures de la crépine.
  Dans le cas d’un puits horizontal, l’utilisation de deux drains (ou des tubes crépinés utilisés pour la réalisation de piézomètres) concentriques peut être envisagée. L’espace annulaire entre les deux cylindres peut être rempli avec du massif drainant utilisé pour équiper des piézomètres. L’ajout d’un géotextile autour des crépines est également recommandé.

• Crépines d’aspiration : des crépines inox ou des puits d’aspiration créés à partir de drains ou de tubes crépinés (classiquement en PVC) utilisés pour des piézomètres peuvent être envisagés. Il convient évidemment que l’extrémité de ces crépines soit correctement bouchée.

Matériel commun aux deux méthodes

• 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) est envisageable notamment si des conduits risquent d'être endommagés par les occupants du bâtiment (ex : passage de canalisations sans protection 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.
• Réseau d'évacuation : l’air aspiré sous la dalle doit 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 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 bruit de 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 la mise en place d’un tube, équipé d’un bouchon amovible. Une attention particulière doit être portée 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 permettent de vérifier la dépression créée sous la dalle pendant toute la durée de vie de l’installation et de pouvoir 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 son installation, notamment si des prélèvements d’air du sol sous la dalle doivent être réalisés avant la mise en dépression.
• 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 vs. puits vertical sous une dalle existante), des pertes de charges associées au réseau d’extraction. Le choix de l’extracteur adapté est à déterminer à l’issue d’essais à réaliser. Pour mémoire, plus le débit développé par un extracteur est important, plus la dépression créée est faible. Ci-dessous quelques exemples de caractéristiques d’extracteurs utilisables.
  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).
  Dans le cas d’aspiration dans des puits créés à travers des dalles existantes, des extracteurs plus puissants sont généralement nécessaires : des extracteurs développant des débits allant jusqu’à 400 m3/h pour des dépressions engendrées allant jusqu’à 30 000 Pa (0,3 bar) pour une puissance consommée allant jusqu’à environ 5 kW peuvent être rencontrés pour des pavillons construits sur des sols limono-argileux à argileux. Pour des extracteurs aussi puissants (qui ne sont nécessaires que pour des situations peu favorables à l’obtention de rayons d’action suffisant), la consommation électrique associée doit être correctement estimée afin de s’assurer, avant mise en œuvre, que les coûts associés ne remettent pas en cause la pertinence de la solution au regard des moyens financiers du financeur.
  L’installation d’un dispositif de réglage de la puissance consommée par l’extracteur permet d’optimiser la consommation électrique de l’installation (voire les nuisances sonores).
• Raccordement électrique : dans le cas d’interventions dans des bâtiments existants, dans lesquels le réseau électrique peut ne pas être aux normes, il convient d’étudier la pertinence de la création d'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 (dispositif particulièrement utile pour indemniser les occupants du bâtiment, lorsque l’extracteur est raccordé sur leur compteur EDF).
• 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 système 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.

Réseaux enterrés

Avant de percer les dalles, on doit s’assurer de l’absence de réseaux enterrés sous la dalle ou dans la dalle (plancher chauffant notamment).

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 de carrelage).

Test sonore

Dans le cas d’un SDSD actif, après avoir vérifié l’extracteur adapté à la situation (voir Dimensionnement), la question de la nuisance sonore engendrée par l’extracteur (fonctionnement 24h/24h, 7j/7j) est très importante à prendre en compte, qu’il s’agisse d’un bâtiment à construire ou existant. Si cet aspect peut être relativement facilement géré dans le cadre d’un bâtiment à construire (possibilité de créer un local insonorisé dédié pour le(les) extracteur(s)), il est plus délicat à aborder dans le cas d’un bâtiment existant. Dans ce cas, il est généralement plus difficile de créer un local dédié. Pour y remédier, des caissons d’insonorisation peuvent être spécialement développés pour les extracteurs envisagés. Il est ainsi fortement recommandé de proposer aux occupants du bâtiment de laisser l’extracteur en fonctionnement chez eux pendant au moins 1 jour et 1 nuit, à l’endroit où il sera installé définitivement. Cela leur permettra de vérifier si la nuisance sonore éventuellement associée (qu’ils s’agissent de bruits aérauliques (par exemple : flux d’air), de bruits solidiens (par exemple : les vibrations de l’extracteur contre le mur) ou de bruits liés au moteur de l’extracteur) est audible et, dans ce cas, acceptable (par les occupants et leurs voisins éventuels). On doit prendre garde à prévoir des conduits en amont et en aval afin d’être en situation proche des conditions de fonctionnement, notamment au regard des éventuels sifflements liés aux flux d’air.

Échantillonnage et analyses chimiques

Afin de déterminer si des mesures constructives doivent être mises en œuvre, des analyses de gaz de sol au droit (ou à proximité immédiate) du bâtiment (existant ou 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 de juillet 2017.

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 à l’intérieur d’un bâtiment 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.

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

Dalle béton sur massif drainant - Mise en place d'un bilan quadriennal intégrant :

• Contrôle de l'intégrité de la dalle à chaque visite ou intervention,
• 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 (pièce 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).

Puits d’aspiration à travers une dalle existante - Mise en place d'un bilan quadriennal intégrant :

• Contrôle de l'étanchéité de l'ensemble des passages de dalle ou de murs (points d'aspiration, points de contrôle ou passages de conduits) à chaque visite ou intervention,
• Contrôle de l'ensemble de l'installation d'extraction à chaque visite ou intervention (extracteur, relevé du temps de fonctionnement, vérification de la dépression à chaque puits d'aspiration et du débit total d'aspiration, fonctionnement des évacuations d’eau sur les points bas, présence de l’isolation sur la partie traversant des pièces non chauffées et en toiture...),
• Contrôle de la qualité de l'air (pièce 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).

En cas d’amélioration de l’étanchéité (colmatage de fissures, passages de réseaux, …) - A intégrer au bilan quadriennal relatif à la mesure sélectionnée :

• Contrôle de l'étanchéité de la dalle à chaque visite ou inspection et renfort éventuel.

Voir : 

• Vérifier et améliorer l’étanchéité de la dalle 
• Étanchéifier les passages de réseaux

Un SDSD peut être mis en dépression 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’un conduit, sa vitesse est accélérée et une dépression est créée à l’extrémité du conduit. 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 relèvent 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, conduit rigide (métallique ou plastique) limitation maximale du nombre de coudes (2 coudes à 30° maximum), 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 (qu’il ait été créé spécifiquement pour cette occasion ou qu’il soit déjà présent sous une dalle existante), un SDSD passif sera probablement insuffisant pour créer une dépression sous l’ensemble d’une dalle. Lorsqu’un SDSD passif est installé sous une dalle existante, un essai pilote est crucial pour s’assurer de son efficacité. 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.

Enfin, par analogie avec la création de puits d’aspiration sous des dalles existantes, des tranchées drainantes peuvent également être envisagées si les rayons d’action ne sont pas suffisamment importants.

Un Système de Dépressurisation Sous Dalle peut être envisagé dans un bâtiment à construire comme dans celui d'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),
• Améliorer la ventilation d'un bâtiment à construire (VMC).

Néanmoins, en fonction des cas (notamment les niveaux d’abattements nécessaires et/ou des configurations de bâtiment), cette solution pourrait être excessive et/ou non applicable (tant du point de vue technique qu’économique) par rapport à une amélioration de la ventilation (voir la 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, lequel tient compte de la problématique de remontée de polluants volatils 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.

Dans le cas d’un bâtiment existant, il est crucial de réaliser des essais préalables avant la mise en œuvre effective de cette mesure, afin de s’assurer que la dépression créée sous la dalle est suffisante (dépression minimale de 4 à 10 Pa entre la pression sous la dalle et la pression atmosphérique dans le bâtiment) sous l’ensemble de la dalle du bâtiment (cf. Dimensionnement). Si cet essai préalable montrait une efficacité insuffisante, une autre mesure constructive, voire la combinaison de cette mesure constructive avec une autre, sont à prévoir (par exemple : si le test montre que la mesure constructive testée n’est efficace que sous une partie du bâtiment). Les volets liés à la communication, à la gestion de la gêne occasionnée (pendant les travaux ainsi que lors des contrôles périodiques) vis-à-vis des occupants du bâtiment et à la conservation de la mémoire de la situation, notamment pour conserver une bonne information des occupants successifs d’un bâtiment (exploitants, locataires comme propriétaires) ne doivent pas être négligés.

Cas des SDSD reposant sur la mise en place d’un massif drainant sous une dalle béton (ex : nouveau bâtiment à construire ou bâtiment existant présentant des zones en terre battue) 

Dans ce cas, 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.

a. Surface traitée

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. En raccordant ce réseau à un extracteur mécanique, la dépression et la surface concernée sont accentuées.

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

Ce choix dépend à la fois de :

• 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),

• 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,

• 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,

• 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). 

c. 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 d'évacuation (entraînant donc des pertes de charge) doivent néanmoins être pris en compte lors du dimensionnement.

Cas des SDSD reposant sur la création de puits d’aspiration sous une dalle existante.

Dans ce cas, l’efficacité du dispositif dépend de la perméabilité des sols existants sous la dalle. Par conséquent, l’utilisation d’un SDSD passif n'est probablement pas adaptée (sauf en cas de présence d’un volume très perméable sous l’ensemble du bâtiment à traiter et de démonstration de son efficacité à l’aide d’un test pilote). Le recours à un SDSD actif pourrait donc être une alternative dans ce cas. Il est alors indispensable de réaliser des essais d’aspiration préalables dans le bâtiment étudié afin de vérifier si une aspiration suffisante et homogène peut être créée à l’aide d’un extracteur. Comme cela n’est pas garanti, la réalisation de ces essais est indispensable.

Ces essais permettent également de définir le nombre de points d’aspiration nécessaires, de définir le couple débit/dépression nécessaire (et donc l’extracteur adapté), de discuter des emplacements envisageables pour les points d’aspiration, l’extracteur et les points de contrôle, avec le propriétaire/l’occupant du bâtiment. Ce travail est simplifié par l’étude des plans de récolement des bâtiment (notamment la localisation des fondations, des espaces cloisonnés sous dalle, des réseaux et des éventuelles longrines).

a. Surface traitée

La surface concernée dépendant totalement de la perméabilité des sols sous-jacents, aucun ordre de grandeur ne peut être fourni. La façon la plus sûre de déterminer la surface d’aspiration engendrée est :

1. de créer au moins un point d’aspiration à travers la dalle, par exemple à l’aide d’un carottier diamant (idéalement au centre du bâtiment/de la pièce où le SDSD sera réalisé),
2. de connecter ce point d’aspiration à un ou plusieurs extracteurs (l’utilisation d’un extracteur puissant relié à ce point d’aspiration par un « Té » connecté à l’atmosphère via une vanne ¼ de tour permet de simuler plusieurs couples Débit/Dépression et donc plusieurs extracteurs possibles).

   3. de mesurer la dépression engendrée sous la dalle (à l’aide de petits points de contrôle réalisés à travers la dalle) en différents endroits du bâtiment à l’aide d’un manomètre ayant une sensibilité suffisamment faible (de l’ordre du Pa).

   4. d'en déduire le nombre de points d’aspiration par bâtiment/pièce pour obtenir une surface d’aspiration suffisante.

Ces essais doivent permettre de parvenir à des compromis pour les critères suivants :

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

Lorsque le propriétaire/occupant du bâtiment ne s’oppose pas à la réalisation de puits verticaux (réalisés depuis l’intérieur du bâtiment avec le passage obligatoire des conduits à l’intérieur du bâtiment), ces derniers sont généralement les plus simples à réaliser. Lorsque ces puits ne sont pas réalisables (qu’il s’agisse d’une demande de l’occupant ou de la présence de réseaux empêchant de percer la dalle, comme dans le cas d’un plancher chauffant par exemple), la réalisation de puits horizontaux sous la dalle (la plupart du temps depuis l’extérieur du bâtiment) est envisageable. Dans ces deux cas, l’aspiration devra être réalisée au niveau de l’interface sol/dalle, afin de profiter de cette interface pour obtenir la surface d’influence la plus grande possible.

c. Choix de l’extracteur (cas des SDSD actifs)

Sur la base des résultats des tests obtenus (couple débit/dépression permettant d’obtenir une dépression suffisante sous l’ensemble des dalles concernées) et en tenant compte des pertes de charges associées aux réseaux de conduits qui sera réellement mis en œuvre (présence de davantage de coudes et de mètres linéaires que lors de l’essai), l’extracteur adapté à la problématique peut être choisi sur la base de ses caractéristiques (notamment sa courbe débit/pression). Pour mémoire, il ne s’agit pas de dépolluer via un Venting, ni même d’attirer les vapeurs de la subsurface mais simplement de bloquer les flux convectifs vers le bâtiment et de facto de procéder au captage des polluants volatils qui remontent naturellement vers le bâtiment par aspiration. 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 remontés de vapeurs au droit du bâtiment et éventuellement aboutir à un effet contreproductif.

Dans le cas de bâtiments 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, un 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.

Dans le cas d’un bâtiment existant, quatre facteurs limitant principaux peuvent être rencontrés :

• L’absence d’une couche suffisamment perméable présente directement sous la dalle du bâtiment, empêchant la propagation de l’aspiration sous l’ensemble d’une dalle et remettant en cause la pertinence et l’efficacité de cette technique pour le cas étudié,
• La présence de demi-niveaux. Si ce facteur n’empêche pas techniquement à lui seul la réalisation d’un SDSD, cette configuration engendre une augmentation du nombre de points (ou drains) d’aspirations pour couvrir l’ensemble du bâtiment et donc une augmentation du coût et de la complexité du dispositif,
• La présence de longrines ou de fondations. Elles vont limiter la propagation de l’aspiration. Comme pour les demi-niveaux, cela n’empêche pas techniquement de réaliser un SDSD dans un bâtiment mais cela va augmenter le nombre de points (ou drains) d’aspiration pour couvrir l’ensemble du bâtiment et donc une augmentation du coût et de la complexité du dispositif. A noter également le cas des bâtiments ayant fait l’objet d’extensions : la fondation périphérique du bâtiment sépare toujours le bâtiment d’origine et l’extension, limitant la propagation de la dépression entre le bâtiment d’origine et l’extension,
• Les préférences de l’occupant du bâtiment. Il est parfois délicat de cacher l’ensemble des canalisations nécessaires au bon fonctionnement du SDSD (réseaux d’aspiration et d’évacuation de l’air extrait). Certains occupants pourraient refuser que certaines canalisations soient visibles, obligeant à envisager d’autres mesures constructives (par exemple : Améliorer la ventilation d'un bâtiment existant (VMC)).

Bibliographie

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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)
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http://ssp-infoterre.brgm.fr/guide-relatif-aux-mesures-constructives
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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 

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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.

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Recommandations pour la réalisation d’un système de dépressurisation des sols à fonctionnement naturel, de la conception a la maintenance
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https://librairie.ademe.fr/urbanisme-et-batiment/1485-evaluation-de-la-performance-des-systemes-de-depressurisation-du-sol-a-fonctionnement-naturel-l-.html

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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

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DTU 13.3 - Dallages - Conception, calcul et exécution - Partie 3 : cahier des clauses techniques des dallages de maisons individuelles
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