Généralement, les maisons sont en légère dépression par rapport au soubassement du bâtiment. Cette situation augmente le transfert des gaz du sol vers l'intérieur des constructions. Or, les sols peuvent contenir des polluants gazeux, soit d'origine naturelle tel que le radon, soit d'origine anthropique comme les solvants chlorés ou les COV, résidus d'une ancienne activité industrielle. Comme l'exposition à ces gaz présente des risques pour la santé, des chercheurs se penchent sur les possibles systèmes permettant de réduire efficacement les transferts de ces gaz. « Ces transferts sont liés au climat, à la concentration des gaz dans le sol, aux caractéristiques du sol (perméabilité, humidité, fractures), mais aussi à des caractéristiques propres au bâtiment, par exemple la fissuration de la surface en contact avec le sol, la perméabilité des enveloppes ou le système de ventilation », résume Malya Abdelouhab, thésarde encadrée par Bernard Collignan, du CSTB, et Francis Allard, directeur du Laboratoire d'étude des phénomènes de transfert et de l'instantanéité - agro-industrie et bâtiment ( Leptiab). Son sujet ? Étudier la faisabilité et l'efficacité d'un système de protection faiblement énergivore des bâtiments contre l'entrée de ces polluants gazeux.
D'abord, elle a testé le fonctionnement sans assistance mécanique d'un système de dépressurisation du sol (voir infographie). « Les flux d'air se déplacent des hautes vers les basses pressions. Ventilé, le soubassement atteint une pression inférieure à celle régnant au niveau du sol du bâtiment. Ainsi, l'air chargé en polluants gazeux est piégé sous le bâtiment. Il est ensuite extrait à l'aide d'un puisard installé dans le soubassement, puis entraîné par le conduit de cheminée vers l'extérieur où il se dilue rapidement dans l'air », explique Malya Abdelouhab. Ces manipulations ont été réalisées sur la Maison automatisée pour des recherches innovantes sur l'air (Maria), construite sur le site du CSTB à Champs-sur-Marne (77). « Pour mesurer la quantité de gaz transférée d'une pièce à l'autre, on utilise un gaz qui n'existe pas dans la nature. Sa concentration initiale est connue. On mesure au bout d'un temps donné les concentrations dans les différentes pièces », explique Francis Allard. Selon les essais, l'utilisation du système de dépressurisation sans assistance mécanique suffit, en hiver, à bloquer les polluants dans le sol. « Mais, en été, la différence de température entre l'extérieur et l'intérieur étant plus faible, on envisage l'ajout d'un système mécanique pour doper le procédé », précise l'étudiante.
Enfin, pour bien dimensionner le système, il est nécessaire d'évaluer correctement les transferts. C'est pourquoi, dans un deuxième temps, Malya Abdelouhab a réalisé une étude analytique et expérimentale des flux d'air venant du sol. « On est arrivé à un modèle qui permet assez bien de quantifier ces flux », annonce-t-elle. Et, comme à terme, l'idée est de réaliser une sorte d'atlas préconisant les solutions de protection les plus adaptées au climat et au type de construction locale, Malya Abdelouhab a décliné son modèle selon les différentes typologies de bâtiments : construit sur dalle portée, sur dallage indépendant, sur vide sanitaire ou encore sur cave.