Humidité en provenance du sol – Comprendre le problème :
Les sols et sous-sols sont fréquemment humides et souvent mouillés: nappes phréatiques, eaux de pluie et pertes des canalisations urbaines (eaux propres et eaux vannes).
Cette humidité des sols est en contact avec les maçonneries des fondations, des murs enterrés et avec le plancher bas des constructions. L’humidité des sols pénètre les maçonneries qui peuvent parfois contenir jusqu’à 30 % de leur volume en eau, soit 300 litres d’eau par m3 de maçonnerie.
Comme dans la mèche de la lampe à huile, l’eau s’élève dans les maçonneries jusqu’aux parties aériennes des murs où elle va pouvoir s’évaporer (au-dessus de la limite des enduits étanches lorsqu’ils existent !).
Dans les quartiers traditionnels, où les rues et les rez-de-chaussée étaient en terre, où les maisons peu ou pas chauffées étaient largement ventilées (les fenêtres pas très étanches n’étaient pas toujours vitrées), l’humidité des sols disposait d’abondantes surfaces d’évaporation.
Aujourd’hui, les murs apparaissent comme les seuls extracteurs de l’humidité des sols car les autres surfaces traditionnelles d’évaporation sont imperméabilisées.
L’eau qui est contenue dans le sol mouillé, baigne et imbibe les maçonneries qui sont à son contact, puis s’élève dans leur réseau capillaire.
L’eau libre du sol – d’où vient l’humidité ?
Il Y a trois constituants dans un sol mouillé :
• les particules solides de taille variable;
• les substances adsorbées;
• l’eau libre.
Toute molécule de sol est entourée d’eau dont les molécules sont disposées dans un ordre déterminé: l’eau comprise dans cette zone d’influence est la couche adsorbée; elle se comporte comme un liquide très visqueux. Au-delà de la couche adsorbée se trouve l’eau libre dont les propriétés redeviennent normales. L’épaisseur de la couche adsorbée qui est de l’ordre de 0,1 micron serait peu dépendante de la taille des grains et lorsque cette taille diminue, les substances adsorbées occupent une part croissante du volume total. A· contrario, dans les sols à gros éléments, l’eau adsorbée est négligeable par rapport à l’eau libre qui occupe les vides.
C’est l’eau libre du sol qui va s’élever par capillarité dans les maçonneries.
Eau du sol et ascension capillaire de Humidité
Le sol situé au-dessus du niveau de la nappe phréatique serait sec si l’eau contenue dans le sol n’était soumise qu’à la pesanteur.
En fait, les sols sont complètement saturés jusqu’à une certaine hauteur au-dessus de la nappe puis sont partiellement saturés au-delà. Les eaux libres contenues dans les sols s’élèvent par ascension capillaire.
Le phénomène de l’ascension capillaire est mis en évidence lorsqu’on introduit l’extrémité d’un tube en verre de très petit diamètre dans l’eau: l’eau s’élève dans le tube en verre jusqu’à une certaine hauteur dite d’ascension capillaire. La hauteur d’ascension capillaire est proportionnelle à la tension superficielle et inversement proportionnelle au poids spécifique du liquide et au diamètre du tube capillaire.
Lorsque la température augmente, le poids spécifique diminue plus vite que la tension superficielle, et la hauteur d’ascension capillaire s’accroît. C’est la raison du «pompage» d’humidité des sols résultant soit du chauffage des rez de-chaussée en particulier lorsqu’ils ne sont pas bien isolés thermiquement des parties humides, soit de l’ensoleillement des murs extérieurs, la qualité de l’isolation thermique n’étant évidemment pas suffisante pour prévenir les remontées d’humidité.
Contrairement à ce qui se passe dans les tubes capillaires en verre, les vides continus des sols et des maçonneries ont des diamètres variables et communiquent entre eux dans toutes les directions.
Dans le sol et dans la maçonnerie saturée, l’eau occupe tous les vides. Dans les parties supérieures non saturées, l’eau n’occupe et ne s’élève que dans les vides les plus étroits; les vides les plus larges sont remplis d’air. Cette particularité explique le fonctionnement d’un drainage dans lequel on va principalement substituer aux vides étroits, des vides larges, non capillaires, et collecter les eaux libres gravita ires (pluies) sur la cunette afin qu’elles ne viennent pas directement alimenter le réseau capillaire du sol en charge dans le voisinage de la fondation.
