Transcript 72_Thermique

>I En savoir plus I Thermique

Un peu d’histoire

Choc pétrolier en 1973
• Prise de conscience de
notre totale dépendance
au pétrole
• Nécessité de maîtrise de
la consommation
énergétique dans le
secteur du bâtiment
Les réglementations thermiques avant 2000

Les réglementations thermiques depuis 2000



Protocole de Kyoto
en 1997
Premier texte qui
contient des objectifs
quantifiés et un
calendrier
Pour la France :
Exigences sur la consommation
d’énergie :
– chauffage (renforcement de l’isolation
thermique).

Exigences sur la consommation d’énergie :
– ventilation, chauffage, refroidissement,
éclairage et eau chaude sanitaire
Exigences sur le confort d’été :
– inertie thermique, protection solaire…
Exigences revues à la hausse tous les 5 ans
2000, 2005, 2010… 2050
–
stabilisation des
émissions de gaz
carbonique (à effet de
serre) à l’horizon 20082012 à celles du niveau
de 1990
– division par 4 de la
consommation d’énergie
en 2050
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La RT2005
Comment être
règlementaire ?

Deux méthodes
pour être
réglementaire :
– par le calcul en
réalisant un bilan
énergétique
complet, heure par
heure durant une
année pleine
– en utilisant une
solution
technique
(solution à points
du ministère, d’un
industriel, d’un
syndicat, d’un
maître d’ouvrage…)
En ce qui concerne le calcul et l’exigence
sur la consommation d’énergie …
V entilation
É clairage
G éom étrie du
bâtim ent
U b at
C ep
R efroidissem ent
C aractéristiques
therm iques réelles
du bâtim ent
E .C .S .
C hauffage
V entilation de référence
G éom étrie du bâtim ent
(sauf pour les baies)
U b atref
C ep ref
C aractéristiques
therm iques de
référence du bâtim ent
C hauffage de référence
É clairage
référence
R efroidissem ent
de référence
E .C .S .
référence
Cep = coefficient énergie primaire
Cepref = coefficient énergie primaire
de référence
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La RT2005
Comment être
règlementaire ?

Ticref :
…et en ce qui concerne le calcul et l’exigence
sur le confort d’été…
Deux objectifs
à concilier :
– En hiver et demisaison, augmenter
et valoriser les
apports solaires
(importants vitrages
au sud…)
– En été, éviter les
surchauffes et la
climatisation
(protections
solaires, inertie
thermique, surventilation
nocturne…)
Tic :
-
Température
intérieure théorique
Température
intérieure de
référence
MAISON INDIVIDUELLE Produits en béton
V entilation
A pports internes
G éom étrie
E xposition au bruit
T ic
D onnées clim atiques
Inertie
M asques
F acteurs solaires
V entilation de référence
A pports internes
G éom étrie
D onnées clim atiques
T icref
M asques
E xposition au bruit
Inertie de référence
F acteurs solaires de référence
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Comment être
règlementaire ?
Cep ≤ Cepref
Tic ≤ Ticref

Avec le calcul, quatre conditions
à vérifier :
 La consommation d’énergie globale du bâtiment
(éclairage, refroidissement, chauffage, eau
chaude et ventilation) doit être inférieure à une
consommation de référence Cepréf (obligation
de résultat).
 La consommation d’énergie en chauffage,
en eau chaude et en refroidissement doit être
inférieure à une consommation maximale
Cepmax (obligation de résultat pour
les bâtiments d’habitation).
 La température intérieure en été doit être
inférieure à une température de référence Ticréf
(obligation de résultat).
 Les caractéristiques thermiques de l’enveloppe
et des systèmes doivent respecter les gardefous (obligation de moyen).
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La RT2005
Comment être
règlementaire ?
Obligation de résultat
OK
Performance
Interdit d’être
moins performant
que la limite
limites
Cepréf,
Cepmax
Tiréf
Obligatoire
d’être aux limites
ou plus performant
Obligation de moyen
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Autoriser à être
entre les deux
limites mais à
compenser par
ailleurs
Référence
Interdit d’être
moins
performant
que le garde-fou
Garde fou
Performance
Au-delà de la
référence, bonus
qui permet de
compenser ou de
valoriser
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La RT2005
Comment être
règlementaire ?
O
S
N
E
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les parois

L’enveloppe du
bâtiment
– Les parois
opaques :
les planchers bas,
intermédiaires et
hauts, les façades
– Les parois
vitrées : les
fenêtres, les baies,
les portes
fenêtres…
– Les ponts
thermiques :
partie de
l’enveloppe du
bâtiment où la
résistance
thermique, par
ailleurs uniforme,
est modifiée de
façon sensible
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Origines des déperditions thermiques
Renouvellement d’air
13 %
Toit 13 %
Menuiseries
16%
Murs 18 %
Ponts
thermiques
18 %
Plancher bas 22 %
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les parois
Caractéristiques
des matériaux
Conductivité thermique utile 
en W/(m.K)
 caractéristique intrinsèque
d’un matériau
 plus elle est faible, plus le
matériau est isolant
Caractéristiques des parois
Résistance thermique Rparoi
en m².K/W
 caractéristique thermique
d’un produit ou d’une paroi
 plus elle est élevée et plus la
paroi est isolante
Coefficient de transmission
thermique U en W/(m².K)
 flux thermique à travers un
1m² de paroi pour une
différence de température de
1 Kelvin
 plus il est faible et plus la
paroi est isolante
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Acier
Les bétons

Les isolants
Performant
50
Murs de briques
pleine de 11 cm
d’épaisseur
0,12
2 à 0,10
Murs blocs creux
béton de 20 cm
0,23
W/(m.K)
0,05 à 0,02
Murs blocs creux de
20 cm + 10 cm
d’isolant PSE th38
Performant 2,86
Rparoi
Murs Bloc creux
béton de 10 cm
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Configuration courante en maison individuelle
Isolation
par
l’intérieur
Isolation
intégrée
Isolation
par
l’extérieur
Isolation
répartie
Flèches horizontales :
transfert thermique
Flèches courbes oranges et
bleues : échange
thermique entre ambiance
et mur
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Façade enduite en bloc creux béton de 20 cm avec un
complexe isolant rapporté à l’intérieur
10 cm isolant th38
10 cm isolant th32
R de la paroi
2,9
3,4
U de la paroi
0,33
0,28
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les ponts
thermiques
Origine
• interruption ou altération de
l’isolation de la paroi (ex :
jonction entre les menuiserie
et la paroi, fixation métallique)
• une différence entre les
surfaces intérieure et
extérieure d’une partie de
l’enveloppe du bâtiment (ex :
liaisons entre parois)
Unité
• Pont thermique linéaire  en
W/(m.K) (ex: liaison plancher
bas et façade)
• Pont thermique ponctuel  en
W/K (ex : fixation métallique
dans une paroi)
Impact
• énergétique (augmentation de
la consommation
• condensation, humidité
(salissures, moisissures)
• déformations (dégradations,
fissurations)
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Traitement des ponts thermiques
Au niveau des menuiserie :
 Isolation dans le plan des
ouvertures
Au niveau des planchers intermédiaire :
 Rupteur de pont thermique dans le cas d’une
isolation rapportée à l’intérieur
 Isolation rapportée à l’extérieur
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L’inertie thermique
Apports de l’inertie



En été : diminution importante
de la température intérieure
(confort d’été), permet d’éviter
la climatisation si le bâtiment
est bien conçu et/ou rafraîchi la
nuit.
En demi-saison, récupération
des apports solaires gratuits
s’ils sont important (gain en
confort et réduction de la
période de chauffage).
En hiver, le bilan est plus
contrasté :
– gain significatif de
chauffage pour les
bâtiments à occupation
continue et avec de forts
apports solaires.
– pour les bâtiments à
occupation discontinue et
surtout si les apports
solaires sont faibles,
l’inertie peut s’avérer
pénalisante.
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Définition de l’inertie thermique

C’est le potentiel de stockage thermique d’une
paroi ou d’un ouvrage.
– Les parois qui contribuent en général le plus à
l’inertie d’un bâtiment sont d’abord les
planchers lourds, puis les refends lourd, puis
les façades isolées par l’extérieur (ou à
isolation intégrée) puis celles à isolation
répartie.
– La propriété des constructions à forte inertie
thermique est de conserver une température
stable et de se réchauffer ou de se refroidir
lentement.
Le béton est un matériau à forte inertie
thermique.
L’inertie thermique est conditionnée par une
propriété appelée capacité thermique
(quantité de chaleur mise en réserve lorsque
on élève la température de 1°C). Celle du
béton est de l’ordre de 2500 kj/(m3.k).
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L’hygrothermie

Les conditions
optimales de
confort :
Température de
18 à 20°C,
hygrométrie de
40 à 60°C,
écart entre la
température de
surface et
l’intérieur : 3°C.
La théorie
CHAQUE MATÉRIAU EST CARACTÉRISÉ …
… transfert de chaleur :
- Chaleur spécifique
… transfert de vapeur d’eau :
- Perméabilité à la vapeur d’eau
- Isotherme d’adsorption
Dans un mur, la répartition de la température et de
l’humidité est en permanente évolution en fonction…
…à l’extérieur
De la température, du vent,
de la pluie, de l’humidité,
du rayonnement solaire…
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- Conductivité thermique
…à l’intérieur
De la température et de
l’humidité (ventilation et
production de vapeur d’eau par
l’activité humaine)
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L’hygrothermie
La pratique
Enduit de façade
imperméable à
l’eau (pluie) mais
très perméable à
la vapeur
Isolant intérieur moins
perméable à la vapeur d’eau
ou dans certains cas muni
d’un pare-vapeur
Maçonnerie en blocs béton
Bonnes caractéristiques hygrothermiques  pas de
condensation
Diagramme de Mollier
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Autre configuration possible permettant de profiter pleinement des
performances hygrothermiques du béton de bloc (régulateur d’humidité) :
enduit de façade perméable à la vapeur d’eau – isolant extérieur perméable à la
vapeur d’eau – maçonnerie en béton – enduit ou plaque de plâtre intérieur.
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