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Les fins limiers de la BFH au service d’un air ambiant sain

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L’air pollué d’un local peut nuire à la santé et au bien-être des personnes qui s’y trouvent. La BFH développe des matériaux, des procédés et des modes de construction qui garantissent un air ambiant sain.

Il y a dix ans, on ne parlait guère de l’importance de la qualité de l’air des locaux pour le bien-être des personnes. Or l’attention accordée à cette thématique ne cesse d’augmenter, parce que les enveloppes des bâtiments modernes – très étanches pour économiser l’énergie – favorisent l’accumulation des substances émises, désormais incapables de s’échapper vers l’extérieur. Les maitres d’ouvrages sont donc de plus en plus nombreux à définir dans les contrats d’entreprise une teneur maximale pour les polluants de l’air ambiant. Certains labels de construction durable tels que Minergie-Eco tiennent déjà compte de ce paramètre. Les substances susceptibles de nuire gravement à la santé sont peu nombreuses, mais d’autres composés, en concentration suffisante, provoquent chez certaines personnes des allergies ou des irritations des yeux, des voies respiratoires et de la peau. Certaines substances dégagent aussi une odeur qui peut diminuer le bien-être. Les maitres d’ouvrages exigent donc des bâtiments à l’air ambiant sain.

En Europe, la BFH fait partie des principales institutions qui s’occupent de traquer et d’éliminer les odeurs et substances indésirables dans l’air ambiant des bâtiments en bois. Ce champ de recherche récent fait face à de nombreux défis: les matériaux de construction, les revêtements de sol et les meubles rejettent plus d’un millier de substances, dont on ignore bien souvent quels effets elles exercent sur la santé. En vertu du principe de précaution, les toxicologues demandent donc que la teneur de l’air ambiant en composés organiques volatils (COV) ne dépasse pas 1000 microgrammes par mètre cube.

Extraction de composants du bois pour le développement d’adhésifs biologiques émettant peu de polluants.

Émis par les matériaux de construction
Si l’on vérifie le respect de cette exigence un à trois mois après la phase de chantier, la valeur fixée est fréquemment dépassée, tant dans les édifices massifs en béton que dans les constructions en bois. Une grande partie des polluants proviennent de l’aménagement intérieur. Dans les bâtiments en bois, des COV sont aussi rejetés par les éléments fabriqués à partir de bois tels que les panneaux OSB souvent utilisés pour les parois, le sol ou le toit. Ces substances se forment avant tout lors de la production des panneaux, par transformation chimique des composants naturels du bois. Dans l’air ambiant, elles s’ajoutent aux émissions d’autres matériaux (adhésifs pour revêtements de sol, vernis pour parquets, peintures ou masses d’étanchéité).

Remplacer les substances problématiques
L’utilisation de matériaux, liants et adhésifs obtenus à partir du bois constitue l’une des compétences clés de la BFH, qui développe actuellement un procédé pour extraire des tanins de l’écorce de résineux indigènes. Ceux-ci permettent de produire des adhésifs pour la fabrication de matériaux à base de bois sans recourir au formaldéhyde, une substance cancérogène. L’école travaille aussi au remplacement du formaldéhyde par du 5-(hydroxyméthyl)furfural (HMF), une molécule organique facilement renouvelable et sans effets problématiques, qui recèle un fort potentiel dans le domaine des adhésifs.

D’autres travaux visent à mettre au point des matériaux de construction inodores et à faibles émissions. Pour cela, il faut tout d’abord attribuer les composants olfactifs indésirables aux matériaux de base utilisés. À cet effet, un chromatographe à phase gazeuse couplé à un spectromètre de masse (GC-MS) sépare les divers COV les uns des autres pour les analyser. Ce sont ensuite les nez de spécialistes ayant suivi une formation spécifique qui permettent de décrire les odeurs des différentes substances. Une fois la molécule responsable de la mauvaise odeur identifiée, un matériau inodore peut être développé en modifiant la formule ou le procédé de fabrication.

À la recherche de modes de construction différents
Pour résoudre le problème de la pollution aux COV dans les locaux, il peut aussi être judicieux d’optimiser la forme de la construction. Dans les édifices en bois, les parois sont généralement constituées de plusieurs couches en divers matériaux (éléments à base de bois, isolation, pare-vapeur, plaques de plâtre renforcé de fibres, etc.), qui émettent des COV à une intensité et à un rythme différents. Modifier la construction et choisir d’autres matériaux permet de réduire les émissions. Avec une entreprise de construction en bois et un fabricant de peintures, la BFH étudie donc l’effet de barrière de certains revêtements minéraux: des échantillons de matériaux ou de parois à plusieurs couches sont disposés dans une chambre d’essai; quelques semaines plus tard, on mesure et analyse les substances émises dans l’air de celle-ci.

Caractérisation olfactive des émissions des matériaux de construction.

 

Bien piloter les processus de construction
La troisième approche retenue consiste à veiller à ce que les polluants contenus dans les matériaux de construction puissent vite s’échapper. Souvent, les surfaces à plusieurs couches travaillées rapidement s’avèrent problématiques. Si les températures sont basses et que l’air circule peu sur les chantiers parce que l’enveloppe du bâtiment est déjà étanche, les polluants restent pris dans les parois, les sols et les aménagements intérieurs, qui les rejettent ensuite davantage lorsque l’appartement est chauffé et habité. Cela peut engendrer des dépassements des valeurs cibles inscrites de plus en plus fréquemment dans les contrats d’entreprise pour les concentrations en COV. Dans le cadre d’un projet mené avec la société Losinger Marazzi SA, les chercheurs et chercheuses de la BFH ont donc rédigé un manuel de gestion de la qualité au sein de l’entreprise. Grâce à ce document, cette dernière peut piloter le processus de construction de façon que les polluants s’échappent avant que des personnes s’installent dans les locaux, ce qui garantit le respect des exigences définies pour les COV.

Une approche globale
Grâce à ses compétences diversifiées, la BFH peut aider les acteurs économiques à améliorer la qualité de l’air des locaux. Une autre innovation montre qu’une approche globale peut constituer la clé de la réussite: en coopération avec l’entreprise Erne Holzbau AG, la haute école a mis au point un outil qui permet de prévoir avec une précision suffisante les émissions de COV d’un bâtiment en bois dès sa phase de conception. Cet instrument intègre tous les aspects pertinents: mode de construction, matériaux et éléments utilisés, surfaces fabriquées, ainsi que circulation de l’air (installation d’aération ou ouverture manuelle des fenêtres). Si le pronostic n’est pas satisfaisant, l’entreprise peut modifier les divers paramètres afin de veiller dès la conception à ce que le bâtiment remplisse par la suite les exigences définies en matière de qualité de l’air ambiant.