1. Principes sous-jacents à l'étanchéité des joints dans la construction

Un joint est l’espace qui reste entre deux parties constitutives d’une structure afin de permettre le mouvement de ces parties.

Le joint peut être formé entre des unités d’un même matériau (béton – béton, aluminium – aluminium) ou de divers matériaux (brique – bois, verre – plastique). Lorsque la température augmente, les matériaux se dilatent et l’espace entre les unités structurelles diminue; s’il fait plus froid, les matériaux se contractent et l’ouverture se fait de nouveau plus grande. S’il n’y avait pas de joint, la structure se déformerait ou casserait.

En général, ces joints ne peuvent pas être exposés aux intempéries, sinon de l’humidité peut s’introduire dans le joint et provoquer des dégâts à la structure (voir ill. 1) et/ou à son contenu. La chaleur d’un bâtiment se perd via un joint non étanche ; le vent froid pénètre par les portes et fenêtres.

C’est pourquoi on colmate les joints. Parfois, le mastic dans un joint a un rôle plus fonctionnel, complémentaire, par exemple pour les applications sanitaires, le trafic de piétons ou la résistance incendie.

Un joint peut se rétracter et se dilater suite aux variations de température ou d’humidité, ou encore suite au mouvement des éléments structurels. Le mastic doit s’adapter pendant de nombreuses années à ce mouvement sans perte d’adhérence ou de cohésion.

Charge exercée sur les mastics dans des joints mobiles

Le mastic doit être suffisamment flexible pour pouvoir assumer le mouvement prévu pour ce joint. C’est ce qu’on appelle la capacité de mouvement du mastic. Pour un certain mouvement, les joints larges exerceront moins de tension induite sur le mastic que les joints étroits, ce qui a des conséquences sur la longévité.

Par exemple, un mouvement de 5 mm:
10 mm de cordon de mastic - le mouvement est de 5/10 x 100 % = 50 %
20 mm de cordon de mastic - le mouvement est de 5/20 x 100 % = 25 %

Ce principe fondamental est le même pour toutes les sortes de conceptions de joint. Les deux conceptions de joints principales sont les joints d’about et les joints en cisaillement.

La conception des joints

La plupart des joints sont conçus lors de la phase de dessin d’un projet. Lorsqu’un joint est repris dans une structure, l’architecte tiendra compte des facteurs suivants avant de spécifier le mastic :

• La fonction du joint (adaptation au mouvement, rétention d’eau, résistance chimique, sécurité incendie, une combinaison de tous ces facteurs)
• Le type de joint (expansion, compression, cisaillement, contraction)
• Le type de matériau(x) dans lequel est fait le joint
• Le coefficient de dilatation thermique des matériaux
• Les températures maximum et minimum attendues des composants (en fonction de la température de l’air et de la capacité thermique des matériaux. La couleur a une influence)
• Mouvement possible à cause d’autres influences (humidité, coups de vent)
• Les dimensions des éléments structurels qui forment le joint. Ceux-ci sont souvent déterminés par les normes de construction, par ex. la distance des joints dans un béton plat.

Ailleurs, la taille des éléments et donc le nombre de joints peut être déterminé par des considérations de design et l’aspect esthétique du bâtiment.

• L’emplacement et le nombre de points de fixation ou d’autres limitations de l’élément structurel ;
• Le type de joint ;
• Les influences externes, par ex. l’eau, le combustible, les produits chimiques agressifs, les détergents, le trafic de piétons et de véhicules ;
• D’autres exigences fonctionnelles, par ex. anti-feu, sanitaire, joints de sol.

Erreurs de conception/d’exécution dans les joints

Il peut y avoir plusieurs raison à l’apparition de défauts dans les mastics
(Voir chapitre 5 : Défauts et problèmes).

Il peut également y avoir des erreurs de conception/d’exécution qui conduisent à la mauvaise spécification du mastic.

• Information erronée sur le support donnée à la personne qui spécifie le mastic
• Mouvement total dans le joint sousestimé
• Le joint réalisé était trop étroit par rapport au joint étudié.

Parfois, on conçoit un joint qui dépasse les capacités d’un mastic disponible dans le commerce.
Dans tous ces cas, le joint doit être redéfini et une nouvelle spécification de mastic doit être établie. S’il s’agit d’un joint pour lequel aucun mastic ne répond aux exigences, il faut envisager s’il est possible de “refaire” le joint pour l’étanchéité réparatrice. (Le plus simple serait d’ouvrir le joint en le découpant, par ex. dans la brique ou le béton).
(Voir chapitre 2 : Préparation des surfaces à colmater).

CAPACITÉ DE MOUVEMENT

Sur les plans de conception, tous les joints à colmater seront spécifiés. Sur base des dimensions du joint, les matériaux dans lequel est constitué le joint et la connaissance du climat annuel pour l’emplacement du joint, il sera possible de déterminer le mouvement maximal du joint. La capacité de mouvement du mastic doit être en mesure de faire face aisément à ce mouvement.
(VOIR MODULE 9 : NORMES - PAGE 50).

La conception de joints très étroits peut donner lieu à deux problèmes possibles et peut entraîner l’apparition prématurée de défauts dans les mastics et à des travaux de réparation onéreux :

1. Trop de confiance dans les bonnes techniques de construction et altération des tolérances de construction. Le joint conçu peut être encore plus étroit dans la structure achevée, ce qui fait que le mastic doit à nouveau être spécifié. (Voir erreurs de conception/exécution à la page précédente).
2. Les propriétés du mastic peuvent changer avec le temps/suite à une exposition aux éléments naturels, et par conséquent, la capacité de mouvement du joint peut être limitée.

ADHÉRENCE

Lors de la spécification d’un mastic, une bonne adhérence est tout aussi importante que la capacité de mouvement. Il s’agit d’un thème plus complexe, simplement parce qu’il existe tellement de matériaux différents auxquels un mastic est censé adhérer. Pour chaque type de matériau générique (aluminium anodisé, béton, plastique), il y a d’innombrables variations, chacune avec une composition de surface légèrement différente. (Voir chapitre 4 : Adhérence).

Les fabricants de mastic sont le mieux placé pour donner un conseil sur l’adhérence. Leur connaissance repose sur des essais approfondis de laboratoire de leurs produits et, très probablement sur des années d’expérience sur le terrain. Ils pourront recommander et fournir des apprêts si nécessaire. 

MODULE D’ÉLASTICITÉ

La troisième propriété clé d’un mastic entièrement polymérisé est le module d’élasticité. Il est lié à la force qui est nécessaire pour déformer à 100% un mastic dans une certaine mesure. Les mastics à haut module d’élasticité exigent énormément de force, et ceux avec un module faible, moins. C’est une mesure de la rigidité ou de la dureté d’un mastic. Les mastic à haut module d’élasticité sont sensiblement plus durs au toucher lorsqu’ils ont complètement polymérisé tandis que les mastics à faible module d’élasticité paraissent relativement plus mous. Le module d’élasticité des mastics peut changer à des températures extrêmes ou après de nombreuses années d’exposition à l’environnement.

Lorsqu’un mastic s’étire dans un joint, une force est exercée sur les surfaces qui forment le joint. S’il s’agit d’un mastic à haut module d’élasticité, la force sera élevée et cela peut provoquer que le matériau de surface affiche des défauts ou que l’adhérence entre le mastic et la surface cède. Il est également devenu de pratique courante d’utiliser des mastics à faible module d’élasticité pour des joints à fort mouvement. Les mastics à module d’élasticité élevé sont utilisés dans des joints ayant moins de mouvement, surtout lorsque le mastic est soumis à un trafic de piétons ou une pression hydrostatique élevée.

Pour complèter les spécifications, le fabriquant de mastic décrira entièrement les autres exigences du mastic :

• stable ou autonivellant
• couleur
• emplacement pendant l’emploi
• trafic de véhicules
• trafic de piétons
• résistant aux produits chimiques/carburant/huile
• contact avec l’alimentation et l’eau potable
• UV très élevé
• température très élevée
• température très basse.

Le standard international EN ISO11600 couvre la classification des mastics du bâtiment.