Comprendre le Diagramme de Glaser

La méthode de Glaser est un outil standardisé (norme EN ISO 13788) pour évaluer le risque de condensation interstitielle — c'est-à-dire l'accumulation d'eau liquide à l'intérieur même d'une paroi multicouche. Ce phénomène, invisible depuis la surface, peut provoquer des dégâts considérables : développement de moisissures, pourrissement des ossatures bois, perte d'efficacité de l'isolant, corrosion des éléments métalliques.

Le principe repose sur la comparaison de deux grandeurs physiques en chaque point de la paroi : la pression de vapeur d'eau réellement présente (Pv), et la pression de vapeur saturante (Ps), c'est-à-dire la quantité maximale de vapeur que l'air peut contenir à cette température. Lorsque Pv atteint ou dépasse Ps, la vapeur d'eau se condense en eau liquide.

Les deux courbes du diagramme

• Pression de Saturation — Ps (courbe rouge, pointillés) : cette courbe représente la quantité maximale de vapeur d'eau que l'air peut contenir à une température donnée. Elle est entièrement déterminée par le profil de température à travers la paroi. Plus la température est élevée, plus l'air peut contenir de vapeur. La chute de température entre le côté chaud (intérieur) et le côté froid (extérieur) fait donc chuter la capacité de l'air à retenir sa vapeur. La pression de saturation est calculée à l'aide de la formule de Sonntag (au-dessus de 0 °C) et de Hyland-Wexler (en dessous de 0 °C).
• Pression de Vapeur — Pv (courbe bleue, continue) : cette courbe représente la pression partielle de vapeur d'eau réellement présente à chaque interface entre les couches. En hiver, l'air intérieur est plus humide (en valeur absolue) que l'air extérieur : la vapeur migre donc naturellement de l'intérieur vers l'extérieur par diffusion. La vitesse à laquelle la vapeur traverse chaque couche dépend de la résistance à la diffusion de vapeur de cette couche, caractérisée par son épaisseur d'air équivalente Sd.

Les grandeurs physiques clés

• Lambda (λ) — Conductivité thermique (W/m.K) : capacité d'un matériau à conduire la chaleur. Plus λ est faible, plus le matériau est isolant. C'est cette grandeur qui détermine le profil de température à travers la paroi.
• Mu (μ) — Facteur de résistance à la diffusion de vapeur (sans unité) : indique combien de fois un matériau est plus résistant à la diffusion de vapeur que l'air immobile. Un μ de 1 signifie que le matériau laisse passer la vapeur comme l'air. Un pare-vapeur en polyéthylène a un μ de l'ordre de 100 000.
• Sd — Épaisseur d'air équivalente (m) : c'est le produit de l'épaisseur réelle par μ. Un Sd de 18 m signifie que la couche oppose autant de résistance à la diffusion de vapeur que 18 mètres d'air immobile. C'est cette grandeur qui détermine le profil de pression de vapeur.

• Rsi et Rse — Résistances superficielles (m².K/W) : résistances thermiques des couches d'air au contact des surfaces intérieure et extérieure de la paroi. Valeurs conventionnelles : Rsi = 0,13 (intérieur, paroi verticale) et Rse = 0,04 (extérieur).

Le profil de température

La température décroît linéairement à travers chaque couche, proportionnellement à la résistance thermique de cette couche. Le flux thermique est constant à travers toute la paroi :

La chute de température dans chaque couche vaut :

C'est pourquoi la température chute brutalement dans l'isolant (forte résistance thermique) et très peu dans le parpaing ou l'enduit (faible résistance). Cette chute brutale de température fait plonger la pression de saturation, et c'est précisément là que le risque de condensation est le plus élevé.

Le profil de pression de vapeur

De façon analogue, la pression de vapeur décroît linéairement dans chaque couche, mais proportionnellement à son Sd :

Un matériau à fort Sd (pare-vapeur, membrane) provoque une chute importante de Pv à son niveau, empêchant la vapeur de progresser vers les couches froides.

Comment éviter la condensation ?

La règle fondamentale est la règle des Sd croissants vers l'extérieur : les matériaux les plus étanches à la vapeur doivent se trouver côté chaud (intérieur), et les plus perméables côté froid (extérieur). Ainsi, la vapeur est freinée avant d'atteindre les zones froides où elle pourrait condenser.

• Côté chaud (intérieur) : Installer un pare-vapeur ou un frein-vapeur (Sd élevé) pour limiter la quantité de vapeur entrant dans la paroi. Un pare-vapeur classique (Sd ≥ 18 m) est adapté pour la plupart des configurations. Un frein-vapeur hygrovariable (Sd variable de 0,5 à 25 m selon l'humidité) offre plus de souplesse en permettant un séchage estival vers l'intérieur.
• Côté froid (extérieur) : Utiliser des matériaux perspirants (Sd faible) pour permettre à l'humidité résiduelle de s'évacuer. Les enduits à la chaux, les panneaux de fibre de bois, les écrans de sous-toiture HPV (Haute Perméabilité à la Vapeur) remplissent ce rôle.

Ratio à retenir : en règle générale, le Sd côté intérieur doit être au moins 5 fois supérieur au Sd côté extérieur (règle du facteur 5, utilisée dans les DTU français). En climat de montagne ou très froid, un facteur 10 est préférable.

Cas typiques de condensation

• Isolation intérieure sans pare-vapeur : C'est le cas le plus fréquent de pathologie. L'isolant est perméable (laine de verre μ ≈ 1), le mur ancien est peu perméable (pierre, parpaing enduit). La vapeur traverse facilement l'isolant puis bute sur le mur froid : condensation à l'interface isolant/mur.
• Isolation extérieure avec bardage ventilé : Configuration naturellement favorable. Le mur reste chaud, la température ne chute que dans l'isolant côté extérieur, et la lame d'air ventilée évacue l'humidité. Le risque de condensation est très faible.
• Ossature bois : Configuration sensible car le bois est vulnérable à l'humidité. Le pare-vapeur côté intérieur est impératif. L'absence de pare-vapeur ou un mauvais raccord peut provoquer le pourrissement de l'ossature en quelques années.