Les propriétés d’allongement des membranes jouent un rôle clé dans la durabilité et la performance des bâtiments, en particulier en ce qui concerne les fondations. Ces propriétés permettent en effet aux membranes de s’adapter aux contraintes et aux mouvements d’un bâtiment, évitant ainsi des problèmes majeurs, comme les fissures et les infiltrations.
Il est essentiel de bien comprendre ces propriétés pour choisir la bonne membrane et ainsi éviter de compromettre la performance globale d’un projet. Dans cet article, nous expliquerons l’allongement, les types d’allongement et la façon dont les propriétés varient d’une technologie à l’autre, afin d’aider les professionnels à faire un choix éclairé.
Qu’est-ce que l’allongement?
L’allongement est la capacité d’un matériau à se déformer sous des contraintes de traction. Généralement, il est exprimé en pourcentage. Pour le calculer, il s’agit de mesurer la distance initiale entre deux points. Lorsque la contrainte de traction est appliquée, la distance entre ces deux points doit être de nouveau mesurée; elle correspond à la distance finale. Dans tous les cas, l’allongement est calculé avec cette équation simple :
Bien que cette définition technique s’applique de façon assez universelle à une mesure d’allongement, toutes les mesures d’allongement ne sont pas les mêmes. Dans le cas d’une membrane d’étanchéité, on parle souvent d’un matériau ou d’un assemblage composite, c’est-à-dire de différents composants qui apportent chacun leur contribution aux performances du produit.
Quand vient le temps d’évaluer ces performances, il est possible d’utiliser différentes méthodes d’essai normalisées qui permettent une évaluation précise de l’une ou l’autre des propriétés d’allongement d’un produit. Bien que dans tous les cas un allongement supérieur soit avantageux pour un bâtiment, chaque essai met de l’avant des propriétés différentes, et celles-ci ne peuvent être comparées directement. Par exemple, l’évaluation de l’élasticité d’un liant par l’allongement à la rupture d’un liant selon ASTM D412 ne met pas en évidence la même chose qu’un allongement à la charge maximale d’une membrane avec armature selon ASTM D5147.
L’importance des propriétés d’allongement des membranes
Si les propriétés d’allongement d’une membrane d’étanchéité sont cruciales en construction pour plusieurs raisons, elles sont essentielles à la performance et la durabilité des bâtiments.
Voici quelques points démontrant cette importance.
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Adaptabilité aux mouvements du bâtiment : Les bâtiments peuvent bouger légèrement en fonction des variations de température (cycle de gel-dégel), des charges de vent ou encore des mouvements du sol ou de la zone ou région. Une membrane d’étanchéité ayant une bonne capacité d’allongement peut s’adapter, dans une certaine mesure, à ces mouvements sans se déchirer, assurant ainsi une protection continue contre l’humidité.
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Prévention des fissures : Même si les surfaces sont préparées selon les recommandations avant l’application, elles peuvent parfois être irrégulières et comporter des joints entre différents matériaux. Les propriétés d’allongement permettent aux membranes de mieux couvrir ces zones sans se fissurer, ce qui est essentiel pour maintenir l’intégrité de l’étanchéité.
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Durabilité accrue : Les membranes qui peuvent s’étirer sans se rompre tendent à avoir une durée de vie plus longue. Elles résistent mieux aux contraintes mécaniques et aux conditions environnementales difficiles, ce qui réduit les besoins d’entretien et de remplacement.
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Exemples pratiques :
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Construction sur des sols instables
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Bâtiments soumis à des températures extrêmes ou à des cycles de gel-dégel
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Pourquoi les propriétés d’allongement ne sont-elles pas les mêmes pour toutes les membranes?
Toutes les membranes n’ont pas la même performance d’allongement en raison de la nature de leur technologie (liquide vs bitumineuse), des différentes exigences et des conditions auxquelles elles sont exposées dans leurs applications spécifiques. Voici certains des principaux facteurs qui déterminent les propriétés d’allongement requises :
Types de structure :
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Toitures – Les membranes utilisées pour les toitures doivent souvent s’adapter à des mouvements thermiques importants et à des charges de vent.
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Fondations (préappliquées ou conventionnelles) – Les membranes pour les fondations doivent résister aux mouvements du sol et à la pression de l’eau souterraine.
Conditions environnementales : Dans les régions où les climats extrêmes présentent des variations de température importantes, les membranes doivent avoir une meilleure élasticité pour éviter les fissures dues à la dilatation et à la contraction. Il en va de même dans les zones où le sol est instable.
Nature des matériaux : Les différentes technologies offriront des performances différentes selon les matériaux utilisés ou encore selon leurs méthodes de fabrication.
Qualité du substrat : Les membranes appliquées sur des surfaces irrégulières ou sur des joints entre différents matériaux doivent être plus flexibles pour assurer une couverture complète sans fissures. Sur des surfaces lisses et uniformes, une membrane avec moins d’élasticité peut suffire.
Ces variations montrent l’importance de choisir la membrane d’étanchéité en fonction des besoins spécifiques d’un projet.
Les différents types d’allongement
L’allongement d’une membrane peut être mesuré à différents endroits sur la courbe de traction de celle-ci :
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Allongement à la force maximale
Lorsqu’une membrane est soumise à une contrainte de traction, elle se déforme en s’allongeant. La distance finale utilisée dans le calcul est celle mesurée lorsque la force de traction est à son maximum. Dans le cas des membranes ayant un caractère élastomère, l’allongement à la force maximale est souvent utilisé pour indiquer l’allongement que la membrane peut subir avant le premier bris de ses composants. Ce bris met généralement en évidence les propriétés de l’armature et des composants plus résistants et plus rigides de la membrane et est donc généralement à évaluer avec la charge maximale à laquelle un produit peut résister. -
Allongement à la rupture
Selon les méthodes d’évaluation utilisées, la rupture peut avoir différentes significations. Pour certaines méthodes, la rupture se produit au bris intégral de la membrane, alors que pour d’autres elle survient lorsque l’armature se brise (dans le cas où une armature fait partie des composants de la membrane). L’allongement à la rupture est utile pour connaître l’intensité de la déformation que la membrane peut subir avant de potentiellement créer une infiltration. -
Allongement ultime
Dans beaucoup de méthodes d’évaluation, l’allongement ultime est synonyme d’allongement à la rupture. Pour d’autres méthodes, l’allongement ultime est donné lorsque la force de la courbe de traction atteint 5 % de sa valeur maximale. Il s’apparente alors un peu à l’allongement à la rupture du liant. -
Allongement à la rupture du liant
Si une membrane contient une armature, sa rupture ne provoque pas nécessairement une infiltration d’eau si le liant reste intact. L’allongement à la rupture du liant peut donner une indication de la déformation totale que la membrane peut subir avant de laisser pénétrer l’eau. Dans certaines méthodes menant à des allongements extrêmes, on évalue la déformation d’un liant jusqu’à sa toute limite, outrepassant même la capacité d’étanchéité du liant pour mettre plutôt en évidence les limites de son comportement d’élastomère. Cela permet indirectement d’évaluer la résistance à la fatigue aux phénomènes cycliques, comme la contraction et la dilatation d’un bâtiment.
Comment les propriétés d’allongement varient-elles selon la technologie d’une membrane?
| Types d’allongement | Méthode utilisée | Membranes en feuille thermosoudées | Membranes en feuille | Membranes liquides |
|---|---|---|---|---|
| Produit | COLPHENE FLAM 180 | COLPHENE 3000 | COLPHENE LM BARR | |
| Allongement à la rupture | ASTM D5147 | 60 % à 65 % | 25 % à 40 % | |
| Allongement à la rupture du liant | ASTM D5147 | >1 000 % | ||
| Allongement à la rupture | ASTM D412 | 55 % à 88 % | 378 % |
L’allongement à la rupture, mesuré selon ASTM D5147, évalue la capacité de déformation d’un renfort, comme une armature ou un film structurant. Cette méthode reflète principalement la capacité du renfort à s’allonger.
De son côté, la méthode ASTM D412 est principalement conçue pour mesurer des produits homogènes, sans armature. Cette méthode est donc souvent utilisée pour mesurer des membranes liquides sans armature ou les liants des membranes renforcées. Dans certains cas, la méthode ASTM D5147 peut également être utilisée pour évaluer le liant bitumineux, comme c’est le cas pour COLPHENE 3000.
Ainsi, l’analyse des données nécessite une interprétation minutieuse. Il est impossible de déterminer quelle membrane se démarque, en se basant uniquement sur les valeurs d’allongement présentées dans le tableau ci-dessus. Une évaluation complète doit intégrer d’autres propriétés, mais aussi tous les paramètres environnementaux.
Conclusion
Les propriétés d’allongement des membranes ne sont pas une simple caractéristique technique : elles conditionnent la performance et la durabilité d’un bâtiment en répondant aux contraintes mécaniques et environnementales spécifiques.
Comprendre les différentes formes d’allongement et leur pertinence en fonction des types de membranes permet de choisir la solution la mieux adaptée à chaque projet. En fin de compte, un bon choix de membrane garantit non seulement une meilleure protection, mais aussi une durabilité accrue, réduisant ainsi les coûts d’entretien à long terme.