Infiltrations sur les fenêtres et les verrières – Généralités expertise

Une des fonctions les plus importantes des fenêtres, verrières et parois légères est leur étanchéité à l'eau. En effet, les carences dans ce domaine peuvent entraîner des dégâts importants à l'intérieur des immeubles (infiltrations) et sont l'une des principales sources de réclamations.

L'étanchéité à l'eau d'une paroi est, pour l'essentiel, le résultat d'une organisation judicieuse des dispositions constructives des joints (au sens d’interstices linéaires et non de profilés élastomères) entre les différents constituants de la paroi (panneaux, parties mobiles, modénatures etc.). Il n'est donc pas inutile de détailler ce qui fait qu'un joint est étanche à l'eau.

On observe généralement que les fenêtres équipant les immeubles anciens préservent correctement des entrées d'eau alors qu'elles présentent une étanchéité à l'air médiocre, puisqu'elles ne sont équipées d'aucun profilé élastomère d'étanchéité.

Sur ces fenêtres, seules la forme et l'organisation des joints entre ouvrant et dormant assurent l'étanchéité à l'eau, indépendamment de la forte perméabilité à l'air.

Les infiltrations d'eau au travers des parois sont dues à la combinaison des trois conditions énoncées ci-dessous :

  • la présence d'eau sur la face extérieure de la paroi (la pluie battante ou ruisselante) ;
  • la présence des joints constituant des ouvertures au travers de la paroi ;
  • la présence de forces poussant l'eau de l'extérieur vers l'intérieur (le vent).

Si au moins l'une de ces conditions est éliminée, l'eau ne pénétrera pas à l'intérieur.

La présence de l'eau sur la face extérieure de la paroi, notamment lors des précipitations, ne peut être évitée.

L'idéal consisterait évidemment à concevoir une paroi parfaitement continue sans joint susceptible de créer des discontinuités fragiles. Toutefois, cette condition est impossible à réaliser du fait de la taille limitée des vitrages disponibles sur le marché ou lorsqu'il y a des parties ouvrantes.

L'assemblage de ces divers composants requiert donc la présence de nombreux joints dont les garnitures d'étanchéité (produit qui obture le joint) sont soumises de façon répétée aux agents climatiques.

Les différentes forces à considérer sont les suivantes :

  • Les forces de la gravité ;
  • L'énergie cinétique (rejaillissement ou projections) ;
  • Les tensions superficielles ;
  • L’ascension capillaire ;
  • Les actions dynamiques du vent ;
  • La différence de pression.

Ces forces participent souvent à des cheminements d'infiltrations d'eau complexes et inattendus.

Les efforts des concepteurs se concentrent donc depuis des décennies sur la manière de neutraliser les forces poussant cette eau vers l'intérieur.

La méthode la plus sûre pour éviter ces cheminements d'eau consiste à ménager, au sein des joints de la paroi, une chambre mise en équilibre de pression avec l'extérieur, de manière à réduire les forces actives sur les garnitures extérieures aux seules forces de la gravité et aux tensions superficielles ou capillaires.

Le fonctionnement d'une chambre d'équilibre de pression est décrit à l’article « Fonctionnement d’une chambre d’équilibre de pression ».

La figure 1 ci-dessous, qui représente la traverse basse d’un ouvrant, est volontairement représentée sans les profilés élastomère (garniture d’étanchéité) qui participent habituellement à l’étanchéité d’une feuillure ou d’un joint entre ouvrant et dormant, de manière à montrer comment on peut compenser leur absence ou leur fragilité.

Organisation d'un drainage - Infiltrations

Ge :   Garniture d’étanchéité extérieure de la feuillure à verre

Ge :

Gi :

Re :

Se :

Si :

Garniture d’étanchéité extérieure de la feuillure à verre.

Garniture d’étanchéité intérieure de la feuillure à verre.

Rejet d’eau extérieur dont la fonction est de protéger Se.

Section du joint ouverte sur l’extérieur.

Section du joint ouverte sur l’intérieur. Elle doit toujours être inférieure à Se pour que la chambre soit en équilibre de pression. La chambre en équilibre de pression est le volume situé entre Se et Si.

De :

Drainage extérieur du dormant. Il participe à l’équilibre de pression de la chambre via les trous de drainage dans la paroi horizontale du tubulaire.

Gte :

gouttes d’eau - coupure des cheminements par tension de surface en sous face des profilés horizontaux.

Sur la figure 1, le drainage de la feuillure à verre est réalisé quasi directement sur l’extérieur et participe à l’équilibre de pression de cette feuillure, ce qui évite les cheminements dynamiques vers l’intérieur.

Les parcloses intérieures doivent être parfaitement ajustées pour éviter les flux d’air qui entraineraient l’eau vers l’intérieur.

La première goutte d’eau située sous le rejet d’eau évite que les eaux accidentellement introduites dans la feuillure et drainées sous le rejet d’eau ne s’introduisent par Se par pluie battante.

Une partie des eaux ruisselant sur la face extérieure d’une menuiserie peuvent pénétrer derrière les garnitures extérieures et par les interstices extérieurs (Ge, Se, De), notamment aux angles.

Il est donc impératif d’anticiper ces entrées d’eau et de prévoir leur renvoi vers l’extérieur.

Cette nécessité du drainage induit une circulation des eaux accidentellement infiltrées à l’intérieur de la menuiserie (dans les "chambres" intérieures qui doivent être drainées).

Ces pénétrations d'eau inévitables conduisent à organiser une "cascade" de trous destinés à renvoyer ces eaux vers l'extérieur (fig. 2).

Cheminement d'un drainageFig 2 - Cheminement du drainage

1.

2.

drainage de la feuillure à verre dans le tubulaire de l'ouvrant.

drainage du tubulaire de l’ouvrant vers la chambre d'équilibre de pression entre ouvrant et dormant.

3.

drainage de la chambre d'équilibre de pression dans le tubulaire du dormant.
Ce drainage collecte les eaux pénétrant accidentellement par Se (Fig. 1).

4.

drainage du tubulaire du dormant vers l'extérieur.

Cette eau est ensuite évacuée gravitairement (puisque P ≈ Pe, voir article Fonctionnement d’une chambre d’équilibre de pression) par les trous de drainage convenablement dimensionnés et disposés pour éviter les phénomènes de refoulement et d'aspersion résultant du croisement de l'eau sortante et de l'air entrant sous la pression du vent.

On évitera les accumulations d'eau sur le cheminement de cette évacuation. Des chicanes éviteront les projections dynamiques directes sur les joints intérieurs. Les joints extérieurs et les évacuations seront placés dans les zones protégées des projections d’eau pour éviter l'engorgement. Une garde d'eau, de hauteur proportionnelle à la pression de vent à laquelle doit résister le dispositif, permettra, en cas d'accumulation d'eau, d'éviter les débordements.

Aujourd'hui, les joints des parois sont équipés de garnitures d'étanchéité (profilés en élastomère ou cordons de mastic) assurant une meilleure obturation. Cependant, les principes décrits, ci-dessus, doivent être conservés pour assurer la pérennité de cette étanchéité.

Une des règles fondamentales de la conception des parois légères est que toute garniture d'étanchéité à l'eau, directement exposée à l'eau de pluie ou de ruissellement, bien que conçue et destinée à réaliser une étanchéité durable, est considérée comme susceptible d'infiltrations accidentelles d'eau.

Cette règle, issue de l'expérience acquise sur des conceptions plus anciennes, qui consiste à ne pas assujettir l'étanchéité à l'eau d'un joint aux seules performances des garnitures d'étanchéité, est toujours en vigueur, malgré les progrès obtenus au niveau des produits employés. Quantité de sinistres résultent directement de la méconnaissance de cette règle pourtant simple, qui consiste, pour l'essentiel, à associer au sein d'un même joint une étanchéité à l'eau par un jeu de tuilages ouverts en face externe et une étanchéité à l'air en face interne n'ayant pas vocation à recevoir de l'eau.

Dans la terminologie française, les joints traités de cette manière sont appelés joints à deux étages, mais cette approche de l'étanchéité est universelle et communément admise comme la seule véritablement efficace.

L’étanchéité d’une paroi légère à ossature métallique tiendra donc son efficacité et sa durabilité du respect de ces principes.

De nombreux sinistres sur les parois vitrées à ossature métallique verticales ou inclinées résultent d’un mouillage des interstices intérieurs qui étaient prévisibles à la conception (voir les articles concernant les exemples de sinistres).