Bâtiments basse consommation, rénovation énergétique : attention au radon

 

Le radon, gaz radioactif naturel émanant du sol et présent dans certains matériaux de construction, est la principale source d'exposition à la radioactivité naturelle. Il serait à l’origine de plusieurs milliers de décès par cancer du poumon en France.

C’est dans les bâtiments, et principalement dans l’habitat où nous passons en moyenne deux tiers de notre temps(1), que nous sommes le plus exposés au radon.


En effet, le radon se dilue dans l’air extérieur mais il peut s’accumuler dans les espaces clos en contact avec le sol.

Les teneurs en radon dans l’air du sol varient selon les régions. En France, les communes sont classées en trois zones selon le flux d’exhalation du radon issu des sols : zone 1 (potentiel radon faible), zone 2 (potentiel radon faible mais présence de facteurs géologiques pouvant faciliter le transfert de radon), zone 3 (potentiel radon significatif). Ce zonage est toutefois insuffisant pour estimer le risque car la configuration du bâtiment joue un grand rôle. Ainsi, même dans des communes en zones 1 ou 2, certaines pratiques constructives peuvent favoriser l’accumulation de radon(2).

C’est notamment le cas des bâtiments équipés d’un puits canadien non étanche vis-à-vis du terrain traversé, ou des bâtiments basse consommation très étanches vis-à-vis de l’air extérieur mais comportant des défauts d’étanchéité au soubassement.


Puits canadiens

Le puits canadien (ou puits provençal) est un système de ventilation naturelle utilisant l’inertie thermique du sol pour réchauffer (en période froide) ou refroidir (en période chaude) l’atmosphère des locaux. Le principe consiste à faire passer sous terre un système de canalisation relié à l’intérieur de l’habitation. Grâce à une ventilation mécanique, l’air extérieur pénètre dans le bâtiment après avoir traversé la canalisation enterrée. Au sein de la canalisation, la température de l’air diminue en période chaude et augmente en période froide.

 

En 2009, la CRIIRAD a mesuré(3) une concentration en radon supérieure à 300 Bq/m3 au premier étage d’un bâtiment de bureaux desservi par un puits canadien, pourtant situé dans une commune de catégorie 1.

Suite à ce constat, la CRIIRAD a placé un appareil(4) à l’intérieur de la centrale de traitement d’air du bâtiment, afin de suivre l’évolution des concentrations en radon en fonction de la provenance de l’air extérieur. Celui-ci peut soit transiter par le puits canadien, soit venir directement de l’extérieur sans passer par le puits canadien (un automate oriente l’air en fonction de l’écart de température entre l’intérieur et l’extérieur). Les résultats des mesures sont présentés sur le graphe ci-dessous. Comme on peut le constater, les concentrations en radon sont beaucoup plus élevées lorsque l’air transite par le puits canadien (plus de 800 Bq/m3) que lorsqu’il provient directement de l’air extérieur (moins de 100 Bq/m3).

Le circuit souterrain de ce puits canadien comportait 4 regards visitables. Chaque regard présentait plusieurs défauts d’étanchéité vis-à-vis du radon : fond en contact direct avec le terrain, parois constituées de boisseaux en béton empilés et non jointés, canalisations du puits canadien non jointées.

Afin d’évaluer l’impact de ces regards sur l’accumulation de radon dans le bâtiment, la CRIIRAD a effectué des mesures de radon en plaçant des capteurs(5) en amont et en aval de chaque regard.


La figure ci-dessous montre que dans chaque regard, la concentration en radon est plus élevée en aval qu’en amont. La teneur augmente d’environ 100 Bq/m3 en amont du circuit à 1 000 Bq/m3 en aval du 4ème regard.

Le colmatage des principaux défauts d'étanchéité des regards a permis de réduire l’apport de radon de 60%.


Suite à ce premier constat, le laboratoire de la CRIIRAD a testé 12 bâtiments équipés d’un puits canadien. Le puits canadien entraînait une accumulation de radon dans le bâtiment desservi dans 9 cas (dont 6 cas en zone 1, 1 cas en zone 2 et 2 cas en zone 3).Sur les 3 bâtiments où le puits canadien n’entraînait pas d’accumulation de radon, 2 étaient situés en zone 3.


Par conséquent, lorsque le risque est pris en compte, il est possible d’installer des puits canadiens sains vis-à-vis du radon(6) y compris dans les communes à potentiel radon élevé.


A l’inverse, lorsque le risque n’est pas pris en compte un puits canadien peut entraîner une accumulation de radon dans le bâtiment desservi y compris dans les communes où le potentiel radon est a priori faible.

 

Bâtiments très étanches vis-à-vis de l’air extérieur


Dans un bâtiment basse consommation, la forte étanchéité de l’enveloppe à l’air extérieur peut aggraver l’impact des défauts de conception (système de ventilation insuffisant ; défauts d’étanchéité de l’interface sol-bâtiment).

Le laboratoire de la CRIIRAD en a fait l’expérience en mesurant les teneurs en radon des différentes pièces d’un bâtiment basse consommation de plain-pied, desservi par une centrale de traitement d’air double flux et situé dans une commune de catégorie 1.


Les concentrations en radon du bâtiment sont maintenues à un niveau faible grâce au fonctionnement de la ventilation, en revanche tout arrêt de celle-ci a d’importantes conséquences, comme le montre le graphe ci-dessous.

Lorsque la ventilation est arrêtée, le radon qui pénètre dans le bâtiment par les défauts d’étanchéité du pourtour de la dalle du sol n’est quasiment plus évacué à l’extérieur.

De manière plus générale, plusieurs études(7) pointent une dégradation de la situation vis-à-vis du radon après la mise en œuvre de programmes de rénovation énergétique : trop souvent, on améliore l’isolation sans installer de système de renouvellement d’air, ce qui tend à augmenter le confinement.

Le radon n’est pas une fatalité. Certaines techniques simples permettent de limiter sa présence. Encore faut-il avoir conscience du risque, ce qui est malheureusement loin d’être le cas, aussi bien dans le public que parmi les professionnels du bâtiment : en 2013, seul un français sur quatre déclarait avoir déjà entendu parler du radon(8) et il n’existe pas de réseau de spécialistes de l’assainissement radon comme aux Etats-Unis ou en Suisse.

Fin 2017, le gouvernement français a fait de la rénovation énergétique une priorité nationale. Si le radon n'est pas pris en compte, la situation pourrait s'aggraver. A l'inverse, l'intégration du radon à la réflexion d'ensemble pourrait permettre de réduire le retard pris par la France depuis plusieurs décennies en matière de gestion du risque radon. Mais pour cela, la sensibilisation du public à la problématique du radon, quoi qu'indispensable, ne suffit pas : il est nécessaire de former d'urgence les professionnels du bâtiment afin que tous les corps de métier disposent des quelques bases solides leur permettant d'éviter les erreurs du passé.

Pour en savoir plus :

Auteur : Julien SYREN, ingénieur géologue, responsable du service radon au laboratoire de la CRIIRAD (julien.syren@criirad.org)

 

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(1) A. Zeghnoun & al., « Estimation du temps passé à l’intérieur du logement de la population française », CSTB/OQAI/InVS, novembre 2008.
(2) La CRIIRAD a relevé par ailleurs des anomalies et des incohérences dans la carte du potentiel radon élaborée par l’Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN) à partir de laquelle le zonage a été défini. Des communes sont laissées en zone 1 malgré la présence de failles importantes (qui justifieraient le classement en zone 2), et il existe des divergences entre les données publiées par l’IRSN et celles provenant du Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM), qui a publié antérieurement des cartes de potentiel radon pour certaines régions et départements. Par exemple, dans les Hautes-Alpes, l’IRSN classe en catégorie 1 (potentiel radon le plus faible) 21 communes que le BRGM considère comme ayant une « forte » susceptibilité d’émanation de radon.

De plus, l’IRSN n’a pas retenu le critère « pente » pour la délimitation des zones. Ainsi ne sont pas prises en compte des communes comportant des terrains urbanisés en pente. Du fait de ces pentes, les bâtiments peuvent présenter une surface de contact avec le sol plus importante que sur terrain plat. C’est le cas du Puy-en-Velay en Haute-Loire, classé en catégorie 1 alors que son centre historique est situé sur les flancs d’une colline. Le laboratoire de la CRIIRAD a mesuré des concentrations en radon supérieures à 1 000 Bq/m3 dans les pièces occupées d’un bâtiment de ce centre.

(3) Au moyen d’un film LR115 en position ouverte.

(4) Moniteur Alphaguard PQ2000 PRO.

(5) Films LR115 en position ouverte.

(6) La principale solution consiste à soigner l’étanchéité de l’ensemble du circuit souterrain (canalisations proprement dites, joints entre canalisations, points d’écoulement des condensats, regards et puits perdus). Il est également possible de placer le circuit en surpression, en installant la pompe en amont et non en aval. Enfin, l’utilisation d’un puits canadien indirect avec fluide caloporteur permet de supprimer le risque de transfert de radon.

(7) Par exemple : http://extranet.cstb.fr/sites/radon/Documents/01%20Goyette%20Pernot.pdf

(8) F. Beck & al., Connaissance et perception du risque dû au radon en France, Cancer/Radiothérapie 17 (2013) 744–749