Mastics, joints et étanchéité

Introduction au chapitre

Ce chapitre couvre l'ensemble des systèmes d'étanchéité et de jointoiement que le compagnon vitrier doit maîtriser pour l'examen Sceau rouge. La performance d'une façade vitrée dépend autant de la qualité du verre que de la continuité de son enveloppe étanche. Vous devez comprendre les mécanismes de défaillance, les propriétés des matériaux et les procédures d'installation conformes aux normes canadiennes.

1. Rôles et fonctions des systèmes d'étanchéité

1.1 Fonctions primaires

Un système d'étanchéité remplit quatre fonctions distinctes :

Fonction	Description	Exigence clé
Étanchéité à l'eau	Empêcher l'infiltration d'eau liquide	Imperméabilité totale
Étanchéité à l'air	Contrôler les infiltrations/exfiltrations d'air	Perméance ≤ 0,02 L/(s·m²)
Isolation thermique	Réduire les ponts thermiques	Conductivité thermique λ
Transfert de charges	Transmettre les charges structurales	Résistance en traction/compression

1.2 Distinction mastic vs calfeutrant vs scellant

Au Canada, les termes sont souvent confondus, mais techniquement :

Mastic : matériau pâteux, non durcissant, utilisé pour le calfeutrage grossier ou le vitrage traditionnel (mastic au linoléum, mastic butyle). Il reste plastique en permanence.

Calfeutrant : matériau appliqué en joint pour empêcher le passage d'air et d'eau, avec une capacité de mouvement limitée (5-10 %).

Scellant : produit à base de polymères qui durcit chimiquement (silicone, polyuréthane, polysulfure) et supporte des mouvements de joint de 15 à 50 %.

Règle d'or : pour le vitrage structural et les joints de mouvement, utilisez un scellant ; pour les joints statiques de remplissage, un calfeutrant peut suffire.

2. Classification des scellants

2.1 Familles chimiques principales

Famille	Mouvement admissible	Durée de vie	Résistance UV	Adhérence	Coût relatif
Silicone acétoxy	±25 %	20+ ans	Excellente	Faible (sauf verre)	Moyen
Silicone neutre	±25-50 %	20+ ans	Excellente	Bonne	Élevé
Polyuréthane	±25 %	10-15 ans	Moyenne	Excellente	Moyen
Polysulfure	±15-25 %	10-15 ans	Faible	Bonne	Moyen
Acrylique	±5-10 %	5-10 ans	Faible	Bonne	Faible
Butyle	±5 %	5 ans	Faible	Bonne	Très faible

2.2 Silicones : acétoxy vs neutre

Le silicone acétoxy (à base d'acide acétique) dégage une odeur de vinaigre lors de la cure. Il est idéal pour le verre et la céramique, mais corrode les métaux ferreux, le cuivre et le zinc. Il ne doit jamais être utilisé sur le béton, la maçonnerie ou les substrats alcalins.

Le silicone neutre (à base d'oxime ou d'alcool) n'attaque pas les métaux et convient à presque tous les substrats. Pour le vitrage structural, utilisez exclusivement un silicone neutre certifié pour application structurale.

2.3 Critères de sélection

Pour choisir un scellant, évaluez :

22.Mouvement du joint : calculé selon la norme ASTM C719 (essai de mouvement cyclique)

23.Compatibilité chimique : avec le verre, les profilés, les joints d'étanchéité secondaires

24.Adhérence : test d'adhérence sur chaque substrat (essai ASTM C794)

25.Temps de cure : surface et complet

26.Peinturabilité : les silicones ne sont pas peinturables ; les polyuréthanes et acryliques le sont

27.Résistance à la température : plage de service de -40 °C à +90 °C pour les applications extérieures canadiennes

3. Conception des joints

3.1 Calcul de la largeur du joint

La largeur minimale d'un joint de dilatation se calcule selon la formule :

W = (ΔT × L × α) / (M × 100)

Où :

W = largeur minimale du joint (mm)

ΔT = variation de température maximale (°C)

L = longueur du panneau ou de la section (mm)

α = coefficient de dilatation thermique du matériau (mm/mm·°C)

M = mouvement admissible du scellant (exprimé en %, ex. 25 % = 0,25)

Exemple pratique : Un panneau de verre de 1500 mm, avec ΔT = 60 °C, α = 9 × 10⁻⁶ /°C (verre), et un scellant à 25 % de mouvement :

W = (60 × 1500 × 9 × 10⁻⁶) / 0,25 = 3,24 mm

La largeur minimale pratique est de 6 mm pour permettre une application correcte. Si le calcul donne moins de 6 mm, utilisez 6 mm.

3.2 Ratio largeur/profondeur

Le ratio d'aspect du joint est critique :

Type de joint	Ratio largeur:profondeur	Profondeur maximale
Joint de dilatation	2:1	12 mm
Joint de remplissage	1:1	6 mm
Joint de vitrage	1:1 à 2:1	10 mm

Règle pratique : la profondeur du scellant ne doit jamais dépasser la moitié de la largeur pour un joint de dilatation. Au-delà, le scellant ne peut pas se déformer correctement et subit des contraintes excessives.

3.3 Fond de joint (backer rod)

Le fond de joint (mousse de polyéthylène) remplit trois fonctions :

47.Contrôle de la profondeur : empêche le scellant d'adhérer au fond du joint (adhérence à 3 points = défaillance)

48.Forme en sablier : permet la déformation en traction/compression

49.Support : maintient le scellant en place pendant la cure

Types de fonds de joint :

Mousse cellulaire fermée : recommandée pour la plupart des applications (n'absorbe pas l'eau)

Mousse cellulaire ouverte : à éviter en extérieur (absorbe l'eau et gèle)

Diamètre du fond de joint : doit être 25 % plus grand que la largeur du joint pour un ajustement serré.

4. Préparation des surfaces

4.1 Exigences fondamentales

La préparation de surface est responsable de 80 % des défaillances de scellants. Les trois exigences sont :

57.Propreté : exempt de poussière, huile, graisse, laitance, glace, givre

58.Sécheresse : humidité ≤ 10 % sur béton, pas de film d'eau visible

59.Rugosité : surface suffisamment rugueuse pour l'ancrage mécanique

4.2 Procédures de nettoyage

Substrat	Méthode	Agent de nettoyage	Rinçage
Verre	Solvant	Alcool isopropylique	Oui
Aluminium anodisé	Solvant	Acétone ou MEK	Oui
Acier inoxydable	Solvant + abrasif doux	Acétone + tampon Scotch-Brite	Oui
Béton	Abrasif	Brossage + aspiration	Non
Pierre naturelle	Abrasif doux	Brossage sec	Non

Méthode du chiffon double : appliquez le solvant avec un chiffon propre, puis essuyez avec un second chiffon propre et sec avant que le solvant ne s'évapore. Ne frottez jamais en va-et-vient (contamination croisée).

4.3 Apprêts (primers)

L'apprêt améliore l'adhérence sur les substrats difficiles :

Béton, maçonnerie : apprêt silane/siloxane

Métaux : apprêt à base de solvant spécifique au scellant

Verre : généralement non requis pour les silicones ; requis pour les polyuréthanes

Test d'adhérence : après application de l'apprêt, laissez sécher 24 h, puis effectuez un test d'arrachement (pull-off test). L'échec doit être cohésif (déchirure dans le scellant) et non adhésif (décollement du substrat).

5. Application des scellants

5.1 Conditions d'application

Paramètre	Exigence
Température de l'air	+5 °C à +40 °C
Température du substrat	≥ +5 °C (au-dessus du point de rosée)
Humidité relative	≤ 85 %
Vent	≤ 30 km/h (protection requise au-delà)
Pluie/neige	Interdite pendant l'application et la cure initiale

Point de rosée : la température du substrat doit être au moins 3 °C au-dessus du point de rosée pour éviter la condensation.

5.2 Techniques d'application

Pistolet à cartouche :

Coupez l'embout à 45° pour un contrôle optimal

Insérez le fond de joint à la profondeur correcte

Appliquez le scellant en poussant le pistolet (ne tirez pas)

Remplissez le joint à 100 % sans vides

Lissage (tooling) :

Effectuez dans les 5-10 minutes suivant l'application

Utilisez un outil à lisser (spatule) légèrement plus large que le joint

La forme finale doit être concave (en creux) pour permettre la déformation

La surface lissée doit être exempte de bulles et de creux

5.3 Joints de vitrage

Pour le vitrage, le scellant joue un rôle structural ou non structural :

Type	Fonction	Épaisseur minimale	Largeur minimale
Vitrage structural	Transfère les charges de vent	6 mm	6 mm
Vitrage non structural	Étanchéité uniquement	3 mm	4 mm
Joint secondaire (IG)	Étanchéité de l'unité isolante	3 mm	5 mm

Règle d'application : pour le vitrage structural, appliquez le scellant sur les deux faces (double bead) et assurez un contact complet avec le verre et le cadre.

6. Gaskets et profilés d'étanchéité

6.1 Types de gaskets

Les gaskets (joints préformés) sont classés selon leur mode d'installation :

Type	Matériau	Application	Avantages
Gasket à compression	EPDM, néoprène	Vitrage à sec	Installation rapide
Gasket à glissement	EPDM	Vitrage à sec	Aucun outil spécial
Gasket tubulaire	Néoprène	Joints de mouvement	Excellente flexibilité
Gasket en H	EPDM	Joints verre-verre	Étanchéité double face

6.2 Matériaux de gaskets

Matériau	Température de service	Résistance UV	Résistance ozone	Dureté (Shore A)
EPDM	-50 °C à +130 °C	Excellente	Excellente	60-80
Néoprène (CR)	-40 °C à +110 °C	Bonne	Bonne	50-90
Silicone	-60 °C à +200 °C	Excellente	Excellente	40-70
PVC	-20 °C à +60 °C	Faible	Faible	60-90

Recommandation canadienne : pour les applications extérieures, utilisez l'EPDM ou le silicone. Le PVC se dégrade rapidement sous les UV et devient cassant à basse température.

6.3 Installation des gaskets

Gasket à compression :

97.Insérez le gasket dans la rainure du cadre

98.Posez le verre sur les cales

99.Compressez le gasket avec un outil à roulette (roller)

100.Vérifiez la compression uniforme (pas de zones lâches)

Gasket à glissement :

102.Lubrifiez le gasket avec une solution savonneuse (si recommandé)

103.Glissez le gasket dans la rainure

104.Coupez à 45° aux angles (onglet)

105.Utilisez un adhésif aux joints d'onglet si nécessaire

Exigence de compression : le gasket doit être comprimé de 15 à 25 % de son épaisseur d'origine. Une compression insuffisante provoque des fuites ; une compression excessive provoque le fluage et la perte d'étanchéité.

7. Cales de vitrage (setting blocks)

7.1 Fonctions des cales

Les cales de vitrage assurent :

110.Support du poids : transmettent le poids du verre au cadre

111.Positionnement : centrent le verre dans l'ouverture

112.Espacement : maintiennent un jeu uniforme autour du verre

113.Prévention du contact verre-métal : évitent les concentrations de contraintes

7.2 Types et dimensions

Type	Matériau	Utilisation	Dimensions typiques
Cale de support	Néoprène, EPDM, silicone	Support du poids	100 mm de long
Cale d'espacement	Néoprène, EPDM	Maintien du jeu	25-50 mm de long
Cale de blocage	Néoprène, EPDM	Fixation latérale	25 mm de long

Règle de positionnement :

Cales de support : au quart de la largeur à partir de chaque extrémité (L/4)

Cales d'espacement : tous les 450 mm maximum

Cales de blocage : aux points de fixation du cadre

7.3 Exigences de dureté

Application	Dureté Shore A	Remarque
Verre simple	80-90	Support rigide
Verre isolant	80-90	Support rigide
Verre feuilleté	70-80	Légèrement plus souple
Verre trempé	80-90	Support rigide

Attention : ne jamais utiliser de cales en bois, en métal ou en plastique dur non conforme. Elles créent des points de concentration de contraintes qui peuvent fracturer le verre.

8. Normes canadiennes applicables

8.1 Normes de référence principales

Norme	Titre	Application
CAN/CGSB-19.13-M	Calfeutrage, composé de scellement, silicone	Scellants silicone
CAN/CGSB-19.24	Scellant polyuréthane	Scellants polyuréthane
CAN/CGSB-19.17	Scellant de vitrage	Scellants de vitrage
CAN/CGSB-12.1	Verre plat	Exigences du verre
CAN/CGSB-12.8	Verre de sécurité	Verre trempé, feuilleté
ASTM C920	Standard Specification for Elastomeric Joint Sealants	Classification des scellants
ASTM C1249	Standard Guide for Secondary Seal for Sealed Insulating Glass Units	Scellant secondaire IG
ASTM C1401	Standard Guide for Structural Sealant Glazing	Vitrage structural

8.2 Code national du bâtiment du Canada (CNB)

Le Code national du bâtiment du Canada (CNB) impose des exigences spécifiques :

Article 5.4.1.1 : Les murs extérieurs doivent être conçus pour empêcher l'entrée d'eau

Article 5.4.1.2 : Les joints doivent être conçus pour accommoder les mouvements prévus

Article 9.7.2.1 : Exigences de performance du vitrage

Article 9.7.3.1 : Installation du vitrage conforme aux normes

Exigence clé du CNB : les systèmes de vitrage doivent être conçus pour évacuer l'eau qui pénètre dans la cavité (drainage et ventilation). Un système de vitrage non drainé n'est pas conforme.

8.3 Normes de performance énergétique

Les exigences d'étanchéité à l'air sont définies dans :

CNB 5.4.1.1 : perméance à l'air maximale de 0,10 L/(s·m²) pour les murs

CSA A440 : norme pour les fenêtres (classification A1 à A3 pour l'infiltration d'air)

CSA A440.1 : norme pour les portes et fenêtres (méthodes d'essai)

9. Défaillances courantes et diagnostic

9.1 Modes de défaillance

Mode	Cause probable	Symptôme
Perte d'adhérence	Mauvaise préparation, apprêt absent	Décollement du substrat
Perte de cohésion	Mouvement excessif, joint trop profond	Fissure dans le scellant
Bulles	Humidité dans le joint, cure trop rapide	Vésicules en surface
Décoloration	UV, pollution, incompatibilité chimique	Changement de couleur
Fluage	Température élevée, charge excessive	Déformation permanente
Fissuration	Vieillissement, mouvement cyclique	Fissures superficielles

9.2 Diagnostic sur le terrain

Test d'adhérence sur site :

143.Incisez le scellant en X (2 coupes à 45°)

144.Tirez sur la languette résultante

145.Observez le mode de rupture :

Rupture adhésive (surface propre) = problème d'adhérence

Rupture cohésive (déchirure interne) = problème de matériau

Test de dureté : utilisez un duromètre Shore A. Une dureté supérieure à la spécification indique un scellant trop vieux ou mal formulé.

9.3 Réparation vs remplacement

Condition	Action
Perte d'adhérence localisée < 10 %	Réparation locale possible
Perte d'adhérence > 10 %	Remplacement complet
Fissuration cohésive	Remplacement complet
Décoloration sans perte de performance	Acceptable
Fluage excessif	Remplacement complet

10. Santé et sécurité

10.1 Risques chimiques

Produit	Risque	Protection
Silicone acétoxy	Irritant (acide acétique)	Gants, ventilation
Polyuréthane	Isocyanates (sensibilisant)	Gants, respirateur
Solvants (MEK, acétone)	Inflammable, narcotique	Ventilation, pas de flamme
Apprêts silane	Irritant, inflammable	Gants, lunettes

Exigence SIMDUT : tous les produits doivent avoir une fiche de données de sécurité (FDS) accessible sur le chantier. Portez les équipements de protection individuelle (EPI) spécifiés.

10.2 Risques physiques

Travail en hauteur : utilisez les échafaudages et nacelles conformes

Manutention du verre : utilisez les ventouses et équipements de levage

Coupures : portez des gants résistants aux coupures lors de la manipulation du verre

Posture : utilisez des supports pour éviter les blessures au dos

11. Procédures d'essai et contrôle qualité

11.1 Essais avant application

Essai	Norme	Critère
Adhérence	ASTM C794	Rupture cohésive ≥ 90 %
Compatibilité	ASTM C1087	Pas de décoloration, pas de perte d'adhérence
Mouvement	ASTM C719	Aucune rupture après cycles
Extrusion	ASTM C603	Débit constant à température spécifiée

11.2 Contrôle en cours d'application

164.Vérification de la température : substrat et air

165.Inspection du fond de joint : profondeur correcte, pas de vides

166.Contrôle de l'épaisseur : mesurer avec un gabarit

167.Test d'adhérence en cours : un test par 50 m² de joint

168.Documentation : consigner les lots de produits, températures, conditions

11.3 Essais après application

Test d'étanchéité à l'eau : selon AAMA 501.2 (pulvérisation d'eau)

Test d'infiltration d'air : selon ASTM E283

Inspection visuelle : à 3 m de distance, à la lumière rasante

Résumé

Les scellants sont classés par famille chimique (silicone, polyuréthane, polysulfure, acrylique) et par capacité de mouvement (5 à 50 %).

Le silicone neutre est le seul scellant recommandé pour le vitrage structural ; le silicone acétoxy corrode les métaux.

La largeur du joint se calcule avec la formule W = (ΔT × L × α) / (M × 100), avec un minimum pratique de 6 mm.

Le ratio largeur/profondeur doit être de 2:1 pour les joints de dilatation ; le fond de joint contrôle la profondeur et crée la forme en sablier.

La préparation de surface est responsable de 80 % des défaillances : propreté, sécheresse, rugosité, apprêt si nécessaire.

Les gaskets en EPDM ou silicone sont préférés pour les conditions canadiennes ; la compression doit être de 15 à 25 %.

Les cales de vitrage doivent être en néoprène ou EPDM, positionnées au quart de la largeur, avec une dureté Shore A de 80-90.

Le CNB exige des systèmes de vitrage drainés et ventilés (article 5.4.1.1).

Les essais d'adhérence doivent montrer une rupture cohésive, jamais adhésive.

Les conditions d'application : température ≥ 5 °C, substrat 3 °C au-dessus du point de rosée, pas de pluie.

Pièges à éviter

185.Confondre mastic et scellant : le mastic ne durcit pas et ne supporte pas les mouvements ; ne l'utilisez jamais pour un joint de dilatation.

186.Utiliser du silicone acétoxy sur l'aluminium : la corrosion est garantie. Vérifiez toujours le type de silicone.

187.Oublier le fond de joint : sans lui, le scellant adhère à trois points et se déchire en traction.

188.Joint trop profond : un ratio profondeur/largeur > 1:2 provoque une défaillance cohésive prématurée.

189.Appliquer par temps froid : sous 5 °C, la cure est inhibée et l'adhérence compromise.

190.Négliger le point de rosée : la condensation invisible sur le substrat empêche l'adhérence.

191.Cales en bois ou métal : non conformes, elles créent des concentrations de contraintes et des ponts thermiques.

192.Compression excessive des gaskets : le fluage à long terme provoque une perte d'étanchéité.

193.Ignorer les essais d'adhérence : un test rapide avant application peut éviter une défaillance majeure.

194.Utiliser un scellant non compatible avec le verre isolant : vérifiez la compatibilité avec le scellant secondaire de l'unité IG (essai ASTM C1087).

195.Lissage trop tardif : après la formation de la peau, le lissage crée des défauts et des bulles.

196.Ne pas documenter : l'examen Sceau rouge évalue aussi les bonnes pratiques de documentation et de contrôle qualité.

Ce chapitre couvre les connaissances essentielles pour la section "Mastics, joints et étanchéité" de l'examen Sceau rouge. Révisez les normes CGSB et ASTM citées, et pratiquez les calculs de largeur de joint jusqu'à ce qu'ils deviennent automatiques.

Mastics, joints et étanchéité