le guide de l'isolation

GUIDE LA THERMIQUEDU BTIMENT

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2 GUIDE LA THERMIQUE DU BTIMENT

Plus de trente ans aprs le premier choc ptrolier, les perspectives dune crise nergtique se profilent de nouveau lhorizon: les gisements dnergies fossiles se rarfient; les cots des nergies augmentent. De nouveaux, les conomiesdnergie sont au cur de lactualit et des proccupations. cet enjeu nergtique nouveau vient sajouter lenjeu environnemental : les climats la surface de la Terre sontbouleverss sous leffet dune accumulation excessive de gaz effet de serre dans latmosphre. Nos conditions et nosmodes de vie surtout ceux de nos enfants seront considrablement impacts si nous ne prenons pas au plus vitedes mesures fortes pour rduire les missions de gaz effet de serre causes par lactivit humaine.Il savre que le btiment est au cur de cette double problmatique nergtique et environnementale. En Europe, cesecteur reprsente environ la moiti de la consommation nergtique totale (dont 60 % pour le chauffage et la climatisation)et des rejets de CO2. Mais cest aussi le secteur o, ds maintenant, on peut mettre en uvre des solutions pour rduirela consommation dnergie et les missions de CO2. Et leur division par quatre est dores et dj techniquement faisableet conomiquement viable.Pour relever ce challenge, il ne suffira pas de changer de mode de chauffage ou de tout miser sur les nergies renouvelables.Une condition incontournable de russite rside dans la conception du btiment et dans la qualit de son enveloppepour rduire le besoin de chauffage.Dans ce guide, nous avons eu lambition de vous prsenter de faon simple les principes et les solutions qui vont vouspermettre de construire et de rnover des btiments qui seront sobres en nergie.

DITORIAL

3GUIDE LA THERMIQUE DU BTIMENT

LES ENJEUX ENVIRONNEMENTAUX DE LISOLATION THERMIQUE

LES ENJEUX TECHNIQUES DE LISOLATION THERMIQUE

LES PRINCIPES DE LA THERMIQUE 24

LES ENJEUX DE LISOLATION DES BTIMENTS 6

LEFFICACITNERGTIQUE DES BTIMENTS 12

LISOLATION DANS LA CONDUITE DU PROJET THERMIQUE 22

LE TRANSFERT DE CHALEUR DANS UNE PAROI 28

Lenjeu climatique Lenjeu nergtique Les enjeux du confort thermique

Des solutions pour un confort durable La stratgie des moyens dune isolation

confortable, durable et conome

Un modle daction pour des btiments conomes en nergie

La contribution de la conceptionbioclimatique en neuf

Les bnfices dune isolation rglementaire

Les solutions davenir existent

La stratgie thermique La conception thermique

Comment se transmet la chaleur Chaleur et flux de chaleur dans une paroi Le pouvoir isolant des laines minrales

LA RGLEMENTATIONTHERMIQUE, RT 2005 61

LES LABELS DEPERFORMANCENERGTIQUE 68

Le champ dapplication de la RT 2005 Les orientations et les volutions Les principes de la RT 2005 Les exigences de la RT 2005 La qualit du bti et la matrise

des dperditions Les dperditions Ubt rfrence Les dperditions maximales

de la RT 2005 Exemples de calcul Le diagnostic de performance

nergtique

LES PONTS THERMIQUES 38

Les ponts thermiques intgrs Les ponts thermiques

de liaison structurels Le traitement des ponts thermiques

LE CONFORT DT 60

Les effets de la chaleur

LES TEXTES DERFRENCE 136

Les DTU et normes La rglementation thermique RT 2005 Atec Atex Cstbat Ate

ATTENDEZ PLUS DELINFORMATION 142

Matriser les dperditions et les apports Les transferts au sein dune paroi Dperditions thermiques dans une paroi Dperditions thermiques

et produits rflchissants LA PERMABILIT LAIR DUN BTIMENT ET LA VENTILATION 56

Les enjeux de la permabilit lair Le traitement de la permabilit lair La ventilation et les dperditions

LE MARQUAGE CE ET LA CERTIFICATIONACERMI 139

Choisir le bon produit pour des performances garanties

Isover : le choix de la certification Comprendre ltiquette CE Les codes de dsignation

LE TRANSFERT DEVAPEUR DEAU ET DEAUDANS UNE PAROI 45

Le transfert deau sous forme liquide Le transfert deau sous forme

de vapeur deau La condensation la surface dune paroi La condensation dans la masse

dune paroi Ventiler, une ncessit absolue Prvoir un pare-vapeur Choisir un pare-vapeur

LES SOLUTIONS DISOLATION THERMIQUE

COMBLES 70

MURS 84

CLOISONS 94

SOLS 96

BARDAGES 100

TOITURES SCHESMTALLIQUES 106

TOITURES TANCHES SUR MAONNERIE 114

TOITURES TANCHES SUR BACS ACIER 128

CHAUFFAGE 130

CLIMATISATION 131

CALORIFUGE INDUSTRIEL 135


LES ENJEUX ENVIRONNEMENTAUXDE LISOLATION THERMIQUE

Lenjeu climatique 6Les chiffres cls des missions de CO2

Lenjeu nergtique 7La prise de conscience et le contexte

rglementaire internationauxEn France, enjeux contrasts en neuf et en rnovation

Les enjeux du confort thermique 9Les autres enjeux du confort thermique

Des solutions pour un confort durable 12 La stratgie des moyens dune isolation confortable,

durable et conome 12 La qualit de lenveloppe

Un modle daction pour des btiments conomes en nergie 14

La contribution de la conception bioclimatique en neuf 16 Orientation Conception Protection des parois vitres Aration et ventilation Apports gratuits

Les bnfices dune isolation rglementaire 18 Les solutions davenir existent 19

La maison multi-confort, un concept dvelopp par Saint-Gobain Isover

Lexprience de nos voisins europens Effinergie, le premier label franais

LES ENJEUX DE LISOLATION DES BTIMENTS 6

LEFFICACIT NERGTIQUE DES BTIMENTS 12


Les chiffres cls des missions de CO2

Le secteur du btiment rejette chaque anne 25 % du total desmissions de CO2, contre 28 % pour les transports, 22 % pourlindustrie, 12 % pour lagriculture-sylviculture et 10 % pour lesautres secteurs.Si lon considre les nergies consommes, le secteur dubtiment reprsente lui seul 45,8 % du total des nergiescontre 27,7 % pour lindustrie, 23,9 % pour les transports et2,6 % pour les autres secteurs.Entre 1990 et 2005, les missions de CO2 du secteur desbtiments rsidentiels et tertiaires ont augment de 18 %.Celles des autres secteurs ont volu ainsi :+ 22 % dans les transports,- 18 % dans lindustrie,- 28 % dans la production dnergie- 4 % dans lagriculture- 14 % dans le traitement des dchets.Les secteurs du btiment et des transports sont les seuls avoireu une augmentation de leurs missions durant cette priode.Avec 110 millions de tonnes de CO2 mis chaque anne, lesecteur des btiments rsidentiels et tertiaires est la deuximesource dmissions de gaz effet de serre. Si aucun plandactions nest engag, ce chiffre passera 125 millions detonnes en 2015.

Q22 %28 %

25 %

12 %10 %

Les missions de CO2 en France

ISOLER POUR PROTGER LA PLANTE

Les initiatives en matirenergtique dans lesecteur de la construction,et lisolation en particulier,sont une des faons lesmoins onreuses pourrduire les missions de

dioxyde de carbone dans le neuf et dans lexistant.Lisolation thermique permet, en rduisant laconsommation de chauffage, de diminuer les missionsde polluants atmosphriques : oxyde de soufre responsable des pluies acides ; oxyde dazote source de pics dozone ; dioxyde de carbone, principal responsable de leffetde serre. Lisolation thermique est la solution durablecontre la pollution atmosphrique.Lnergie consomme lors de la fabrication de lainesminrales est compense par lconomie dnergieralise pendant un mois de chauffage. Des calculseffectus sur une priode de 50 ans prouvent quelnergie conomise reprsente jusqu 100 fois cellequi a t ncessaire la fabrication de lisolant.

nergie consomme

40 ANS

50 ANS

30 ANS

20 ANS

10 ANS

Le secteur du btiment rsidentiel et tertiaire est le premierconsommateur dnergie, avec une augmentation de 30 % aucours des 30 dernires annes.

Q27,7 %

2,6 %

45,8 %

23,9 %

LES ENJEUX DE LISOLATIONDES BTIMENTSDe tout temps, lhomme a cherch se protger des alas du climat, tentant derduire linfluence du vent, de se mettre labri de la pluie, de la neige et du froid, deconserver la chaleur. Outre ces besoins lmentaires, depuis le premier chocptrolier en 1973, la consommation dnergie et les conomies dnergie sontdevenues une proccupation majeure. Plus rcemment, cet enjeu est renforc par des priorits environnementales tout aussi importantes.

LENJEUCLIMATIQUE

En France, le btiment consomme prs de 46 % de lnergie finale.


Lutter contre le rchauffement climatique et contre lesconsommations excessives dnergie, qui en sont la cause, estun enjeu important pour le secteur du btiment. Le logementreprsente le gisement dconomies le plus important. Lacommission europenne ne sy est pas trompe au travers de ladirective du 16 dcembre 2002: le btiment consommateur deplus du tiers de lnergie globale vise lamlioration de laperformance nergtique, comme priorit.

La prise de conscience et le contexte rglementaireinternationaux

Un cadre politique et une rglementation de plus en plusexigeante permettent de favoriser ces intentions en fixant des objectifs.

MondeEn 1997, le protocole de Kyoto fixe commeobjectif mondial de diviser par 4 lesmissions de gaz effet de serre et donc lesconsommations dnergie, dont celles desbtiments, lhorizon 2050.

EuropeLe 16 dcembre 2002, la directive2002/91/CE est adopte par le Parlementeuropen. Elle concerne la performancenergtique des btiments.

FranceLe plan Climat, le programme national delutte contre le changement climatique, ladirective europenne efficacitnergtique des btiments , la loidorientation sur lnergie, dfinissent lesgrands axes de la politique nergtiquejusquen 2020. Le plan climat 2004. Il reprend les objectifsdu protocole de Kyoto et vise ramener en2010 les missions de CO2 leur niveau de1990. La loi dorientation nergtique du14 juillet 2005. Son objectif vise diviser par4 les missions de CO2, matriser loffrenergtique, rduire la dpendancenergtique et satisfaire la demande.Elle prvoit notamment une rduction de 40 % des consommations dnergie en 2020, par rapport aux rfrences de la RT 2000, en faisant galement appel aux nergies renouvelables.

Elle fixe des exigences nergtiques lors de rnovations debtiment importantes.

Elle prvoit la mise en place decertificats dconomie dnergie(CEE) que devront justifier lesfournisseurs dnergie. La loi de simplification du droitfranais . Elle concerne lesmesures relatives lefficacit

nergtique et intgre de nouvelles dispositions au code de laconstruction. Celles-ci dfinissent le contenu et lutilit dudiagnostic de performance nergtique (DPE). Ce documentcomprend la quantit dnergie effectivement consomme ouestime pour une utilisation standardise du btiment et uneclassification en fonction de valeurs rfrences (voir pagesrglementations). Le DPE doit tre fourni lors de la vente dunbien depuis novembre 2006 et lors de la location partir dejuillet 2007.

Les rglementations thermiques. La RT 2005 suit la RT 2000.Son objectif est de rglementer et de faire diminuer lesconsommations nergtiques des btiments de 15 % enaugmentant la performance thermique des btiments et enbaissant les consommations dnergie pour le confort dt (voirpages rglementations).

Lobjectif annonc est clair : moins 15 % de consommation en 2005, moins 40 % en 2020,par rapport la RT 2000.

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2000 2005

- 15 %

2020

- 40 %

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LA PROTECTION DE LENVIRONNEMENT

Le dveloppement durable est une rponse la remiseen cause dune croissance conomique se faisant audtriment de lhomme et de son environnement. Agiren faveur du dveloppement durable a pour objectif deprserver la plante pour les gnrations futures etmatriser les consommations dnergie, afin de rduireles missions de gaz effet de serre, est une desfaons dy participer. Or le btiment est le premiersecteur consommateur dnergie, bien devant lestransports et lindustrie.

LENJEUENERGETIQUE

LE COT DE LNERGIE

Avec un prix du baril de ptrole en augmentation, leretour sur investissement dune isolation de toituresous climat tempr est assur. Les vitements dedpenses, jusqu 11 fois sur une priode de 30 ans,justifient sans contexte la ncessit conomiquedisoler.

Prix Impact conomique Retour sur du ptrole (en billion ) investissement

22 $ 115 1 = 5

33 $ 151 1 = 7

70 $ 270 1 = 11


LES ENJEUX DE LISOLATION DES BTIMENTS

En France, enjeux contrasts en neuf et en rnovation

Le paysage du btiment en France, en particulier celui de sesconsommations nergtiques, est trs diffrent selon quilsagisse de constructions neuves ou existantes.

La disparit dans la consommation nergtique des btimentsmontre les consommations importantes des logements ancienspar rapport aux logements plus rcents. Malgr les exigencestoujours plus fortes en matire de rglementation, laconsommation globale dnergie ne cesse de progresser(+14 % entre 1990 et 2003). Les causes sont laugmentation de la surface des logements, du nombre de logements et lesattentes des occupants en termes de confort.

Dans le neuf

Les dperditions du secteur du btiment et assimil ont tdivises par 4 en 30 ans grce aux rglementations successives(1974, 1977, 1982, 1988 et 2000).Pour le secteur non rsidentiel, on considre que les btimentsscolaires sont en moyenne correctement isols, que la partiehbergement des btiments hospitaliers ne rpond qu la

rglementation de 1982 (pour les btiments construits aprs1985), que les htels sont bien positionns, que la situation estdisparate pour les btiments administratifs et les bureaux.

Dans lexistant

Il nexiste pas de rglementation en cas de rnovation lourde,sauf certains cas dagrandissement.Le parc existant rsidentiel est compos de 29,5 millions delogements ou maisons dont moins de 5 millions pour le secteursocial, soit au total un peu plus de 2 milliards de m2.Le taux moyen de dconstruction est de lordre de25000 logements par an environ (0,1 % du parc selon les annes).Il existe 2 millions de logements vacants pour causedinsalubrit.On peut estimer que 8,4 millions de logements sontcorrectement isols au niveau de la rglementation de 1982, ce qui implique une isolation de lensemble des parois opaqueset du double vitrage des ouvrants.On estime que la consommation dnergie pour le chauffagedes btiments rsidentiels est en moyenne de lordre de : 375 kWh dnergie primaire/m2 avant 1975, 200 kWh dnergie primaire/m2/an pour la priode 1975/2000, environ 100 kWh dnergie primaire/m2/an aprs 2000 avec la rglementation thermique.Le secteur non rsidentiel reprsente environ 800 millions de m2. Ce secteur tant plus difficile estimer faute destatistiques satisfaisantes, la consommation moyenne pour le chauffage des btiments existants est de lordre de 200 kWh/m2/an.

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Source : Eurima

Lunit utilise pour caractriser la consommationdnergie dans un logement est le kWh par mtre carr par an. Un logement dune surface de 100 m2 dont laconsommation globale pour le chauffage, les usagesdomestiques, leau chaude sanitaire, lclairage et lesautres quipements lectriques comme lesquipements mnagers serait de 20 000 kWh/an auraitune performance nergtique de 200 kWh/m2/an.


Au-del des conomies dnergie et des proccupationsenvironnementales, le confort thermique dpasse les seulesproccupations individuelles de temprature en rpondant dautres proccupations. Le confort thermique procure plus, etbien plus que le confort, lorsque la conception dun btiment lefavorise.

Une maison ou un logement confortable est bien sr un lieu oles occupants ressentent le confort. Le sentiment de confortest un mlange de sensations qui est fonction de chaquepersonne, de son mode de vie, de ses habitudes.

Nanmoins, lhiver, en passant dune temprature extrieure de moins 5 C une temprature intrieure de 20 C, tout lemonde prouve une sensation de chaud et, lt, en passantdune temprature extrieure de 35 C une tempratureintrieure de 20 C, une relle sensation de froid .

Le confort thermique concerne principalement la tempratureintrieure des pices, sa rpartition harmonieuse dans lespaceet la qualit de lair ambiant (taux dhumidit, propret,salubrit). Pendant les priodes froides, il est raisonnable devivre dans les pices principales une temprature de 19 20 C, avec un taux dhumidit relatif 50 %. Pour accder ce

20C

5C

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Intrieur

Extrieur

LA CONSOMMATION DNERGIE DANS LESLOGEMENTS

La part de lnergie lie au chauffage est la plusimportante. Le gisement dconomies potentielles estaussi trs important. Lisolation des logementsconstitue un enjeu fort.

La consommation dnergie pour le chauffage (87 %)peut tre divise par 2 sans difficult en choisissantdabord disoler. Cela quivaut rduire le plusdirectement possible la demande en nergie dubtiment et les dperditions associes. Lclairage etles quipements lectriques varient peu car leursnombres augmentent.La cuisson reprsente une part relativement stable.Leau chaude sanitaire augmente en part relative etabsolue, tant dans les logements anciens du fait delimportance du chauffage que dans les logementsactuels pour le niveau plus lev de confort recherch.

Chauffage

Electricit

Cuisson

Eau chaude sanitaire

240 kWh/m2.an

60 kWh/m2.an

Consommationd'nergie enpourcentage

87%

4%3%6%

Consommationd'nergie enpourcentage

30%30%10%30%

Logementsanciens

Logementsactuels

Logementsconomes

LES ENJEUX DU CONFORT THERMIQUE


Avoir des murs et des baies vitres bien isols fait gagner de laplace car il est alors possible dy placer proximit un bureau ouun canap sans risquer davoir froid. De mme marcher sur unplancher non isol provoque une sensation de pieds gels .

Les autres enjeux du confortthermique

On saperoit que lisolation thermique, lorsquelle est bienconue et correctement mise en uvre, apporte dautresbnfices essentiels. Cest aussi en considrant les effets et lessources dinconfort que lon mesure ces mmes autresbnfices.

Les conomies

lusage, les conomies dnergie directes et aussi celles lies linvestissement des quipements de chauffage sontimportantes. Il est vident que le dimensionnement dunquipement de chauffage ne peut tre ralis quune foisdfinie le niveau disolation recherch. Choisir un quipementonreux pour une maison non isole se rvlera dispendieuxune fois lisolation ralise, car surdimensionn et non adapt.

LES ENJEUX DE LISOLATION DES BTIMENTS

confort tout en matrisant les consommations dnergie, ilconvient de chauffer raisonnablement, davoir des portes etfentres bien tanches, de renforcer lisolation thermique dechacune des parois du btiment et de maintenir un bonrenouvellement dair.

Une diffrence de temprature de quelques degrs entre latemprature ambiante et celle dun mur ou dune fentre faitfrissonner et cela mme si la temprature ambiante est de19 C. Le sentiment de gne apparat ds quil y a plus de 3 Cdcart entre la temprature de lair intrieur et la tempraturedes murs, cest ce que lon appelle leffet de paroi froide .

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20C

35C

Intrieur

Extrieur

La qualit de lair

Une maison confortable, isole, tanche lair, ventile garantiraun air neuf et sain, sans excs de vapeur deau, sans risque de pathologie lie une humidit ambiante mal contrle.

La prennit du bti

Corollaire de lisolation, de la ventilation, le confort thermiquedurable apporte au btiment une longvit qui lui vite tous lesdsagrments identifis. Lhumidit engendre les moisissures et des dsordres souvent irrversibles comme le salptre sur les parois, la condensation sur les parties froides dubtiment, les spores dans lair intrieur, le pourrissement des bois de charpentes, etc.

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Ds maintenant les solutions techniques prouves existent enFrance ou en Europe. Dautres pays le dmontrent dores etdj, tels que lAllemagne, les pays scandinaves ou encore laSuisse. Pour atteindre la performance finale recherche, il fautcombiner des solutions performantes en isolation des parois, envitrage, en ventilation et en production de chaleur. Il faut intgrerdans ces btiments qui consommeront peu, les nergiesrenouvelables. Le choix ne se rsume plus entre une bonnechaudire ou de lisolation. Il faut cumuler les performancesdune enveloppe de grande qualit avec celles des quipementsles plus efficaces, quelle que soit lnergie utilise pour lechauffage. Il est alors possible de rduire de 6 7 fois lesconsommations dans un btiment neuf et de 4 5 fois dans unbtiment existant, cest techniquement ralisable etconomiquement viable.

Q

Le matre mot pour assurer avant tout une faible demande en nergie des btiments neufs ou rnovs est la qualit de lenveloppe (cf. modle daction pour les btimentsconomes, pages 14-15). Associer isolation, tanchit lair et ventilation est lemeilleur moyen de prserver la qualit de lair intrieur. Cetteassociation vite notamment les risques de condensationprovoque par une trop forte humidit de lair ambiant due une production de vapeur deau excessive et un manque de renouvellement de lair. Cette vapeur deau se concentre sur les endroits froids : vitres, murs peu ou mal isols, pontsthermiques. Au bout dun moment, des taches noirtres et des moisissures apparaissent, pouvant devenir dangereusespour la sant et nfaste pour le bti. La qualit de lenveloppe. Il sagit dabord des parois tanches leau, des parois bloquant les remontes capillaires du sol puis des parois isoles grce une isolation performante etcontinue, des parois tanches lair, une ventilation contrle et hygro-rglable (air neuf et ajust en teneur en vapeur deau).

Lassociation a une enveloppe de qualit, dquipementsperformants avec les meilleurs rendements possibles, de moyens de rgulation efficaces, permet dassurer et de renforcer lefficacit nergtique du bti.

QUALIT DELENVELOPPE =

LEFFICACIT NERGTIQUE DES BTIMENTSLutter contre le rchauffement climatique, conomiser lnergie, construire des btiments nergie positive, adopter des dmarches dco-conception ,valoriser le confort dt par des techniques dnergie passives bio climatiques ,introduire les nergies renouvelables l o cela est possible et entreprendre desprojets de constructions selon la dmarche de haute qualit environnementale(HQE) sont la porte du secteur du btiment pour rpondre lefficacitnergtique des btiments.

DES SOLUTIONS POUR UN CONFORT DURABLE

LA STRATEGIE DES MOYENSDUNE ISOLATIONCONFORTABLE, DURABLE ET ECONOME


La qualit de lenveloppe

Une enveloppe de qualit pour une efficacit nergtique des btiments sobtient par une stratgie de moyens conomiques,accessibles, faciles mettre en uvre et apportant des bnfices conjugus autant pour le confort individuel que pour la prservationde la plante.Le btiment a tout gagner.

performante

et continue

Isolation

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Je : Confort thermique Qualit de l'air Sant conomies de chauffage

Nous : conomies dnergies fossiles Rduction des missions de CO2

Il : Prennit assure Entretien limit Valeur du btiment

Qualit de l enveloppe


Pour tre efficace lisolation et le choix de systmes isolantsdoivent sinscrire dans une approche globale. Lapprocheminimale passe par la qualit de lenveloppe et la qualitde lair. Cest seulement et dabord partir dune enveloppede qualit quun btiment peut prtendre rduire sa demandeen nergie. Les systmes et produits isolants contribuent plusieurs titres la qualit de lenveloppe.

LEFFICACIT NERGTIQUE DES BTIMENTSO

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Il faut agir pour diminuer les dperditions de chaleur

En traitant la qualit de lenveloppe pour les conomies et le confort

Pour y parvenir, il est freiner le flux de chaleur tancher les parois indispensable de de lintrieur vers lextrieur lair

Les enjeux etparois parois parois opaquescibles traiter

opaques vitres et vitres

les les choix les choix les fentres les qualits le choix des matriaux et systmes composantproduits constructifs constructifs et des les parois et la qualit de leur mise en uvreet des vitrages liaisons

Les moyens mis systmes systmes paroisen uvre disolation isolants opaques

et vitres

le choix la rduction le choix de le choix de la rduction le choix le choix de produits le choix de dun isolant des ponts systmes fentres des ponts de lensemble ou systmes produitsperformant thermiques isolants avec isolantes et thermiques de des parois isolants continus, ou systmes

Les critres (rsistance structuraux ponts double vitrages liaison par le de lenveloppe ou systmes freinant ou retenir thermique la par le choix thermiques performants choix disolants rendre avec pare-vapeur rgulant les

plus forte) de systmes intgrs (ITR, Isolation adapts tanche ou membrane transferts deisolants adapts fortement rduits Thermique (calfeutrement) lair contribuant vapeur deau

Renforce) ltanchit lair vapeur deaudans les parois

Faireles bons choix bien isoler, une priorit bien ventiler

le le fonctionnement thermique ltanchit lair les transfertsfonctionnement des parois dune paroi de vapeur deau

Comprendre thermique dans une paroi pour agir des

matriaux

Reprage du guide pages 24 pages 28 et suivantes pages 56 pages 45et 25 et suivantes et suivantes

Contribution au confort dt desparois: isolation, occultationsextrieures, sur ventilation

page 60

UN MODELE DACTION POUR LES BATIMENTSECONOMES EN ENERGIE


favoriser les rduire les rduire les faire appelapports dnergie besoins en nergie besoins en nergie aux nergies

gratuits pour le chauffage pour leau chaude sanitaire renouvelables

le renouvellement les linertie les les quipements les systmes les ressourceset la qualit de lair apports de la apports de chauffage et de production disponibles en rapport

pour la sant et le confort recycls construction solaires de rgulation dECS avec les besoins

concevoir le btiment concevoir le systme concevoir le systme pouvoir adapterselon une approche de chauffage comme globalement, les quipements au type

ventiler les espaces bioclimatique un systme global intgr intgr la construction, dnergie renouvelable intrieurs la construction selon le type dnergie disponible

et son environnement

la rgulation de lassainissement la matrise des flux le mode de chauffage, les caractristiques la rgulation et la priselhygromtrie et des locaux et de chaleur les caractristiques des quipements, de relais avecdes transferts le renouvellement en cycles jour/nuit des quipements solaires leur localisation, les nergiesde vapeur deau de lair et t/hiver par et non solaires, la configuration du rseau non renouvelables

une conception, limplantation de distributiondes choix de matriaux des quipements,adapts le rseau de distribution

les isolants la ventilationet/ou les mcaniquepare-vapeur contrle

le choix de le choix de systmessystme rcuprateurs de ventilation dnergie type

ventilation double flux

intgrer recourir aux nergies la conception renouvelables en

une ncessit absolue bio-climatique fonction des possibilitslocales

les orientationset lintgrationsur le site larchitecture, les apports gratuits

pages 16et suivantes

En rsumLes critres daction dune isolation russie (confort, sant etconomies) sont indissociables et portent, par ordre de priorit, sur: une conception architecturale favorable aux conomies

dnergie et aux apports gratuits, le choix de solutions disolation performantes, des choix constructifs adapts,

une qualit de mise en uvre irrprochable, une tanchit lair des parois, une ventilation mcanique contrle des locaux, le choix dquipements et de rgulation opportuns, adapts

et intgrs, lappel aux nergies renouvelables lorsque cela est possible.


Au-del du contrle des dperditions pour la qualit delenveloppe du btiment, dautres critres, retenir lors deconception dun btiment, permettent de rduire encore lesdperditions et de profiter des apports nergtiques,notamment solaires.

Pour les btiments neufs, des mesures doivent tre prises enamont pour exploiter les possibilits de protection passive, enfonction de la localisation gographique. En France, des zonesclimatiques ont t dfinies, dans le cadre de la rglementationthermique (RT 2005), et fixent aux constructions des rgles deconception leur permettant damliorer la prise en compte desapports solaires.La premire dmarche est de prendre en considration le climatde la rgion o se situe la construction et ventuellement unmicroclimat qui peut tre li la topographie environnante :colline expose, front de mer, vallon encaiss et humide. Il fautgalement tenir compte des zones de bruit ventuelles danslenvironnement du projet, limitant la possibilit douvrir lesfentres pour ventiler et faire sortir la chaleur accumule le soir.

Orientation

Limplantation et lorientation dubtiment ou de la maison et desdiffrentes pices doivent tre tudiesde manire trouver le meilleurcompromis entre confort thermiquedhiver et confort thermique dt, selon la rgion et le site.

Mis part les cas de climat extrme, lobjectif est de rcuprerau maximum les apports solaires en hiver et de rduire cesmmes apports en t, notamment les rayonnements directsdu soleil. Dune manire gnrale, si le confort dt estprioritaire, les orientations ouest et sud sont viter, surtout en prsence de grandes baies vitres, verrires et serres (saufusage exclusif despace tampon). Les btiments traversants , avec deux faades ayant des orientationsdiffrentes, permettent darer facilement.

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Ouest

Nord

Est

Sud

Et

Hiver

ConceptionLarchitecture intrieure a galement un rle jouer. Elle peutagir sur la profondeur, la forme et lamnagement des picesexposes au rayonnement direct du soleil. De mme, chaquezone de vie doit tre positionne en fonction du moment de lajourne o les personnes y passent le plus de temps. Parexemple, dans une maison, le sjour peut tre plac au sud ou louest, les chambres et la cuisine lest, la salle de bains ausud. Les pices de desserte et de service, celliers, garage,locaux techniques peuvent tre utilises comme autantdespaces tampon orients au nord.Une fois la meilleure orientation dfinie, le concepteur doit faireen sorte que le btiment acquire une bonne inertie. Un hautniveau disolation sur toutes les parties du btiment, etspcialement de la toiture, contribue la diminution des apportsde chaleur. En outre, des parties de construction semi-enterrespeuvent permettre de profiter de la fracheur du sol.

Protection des parois vitres

La distribution des ouvertures constitue un enjeu important.Mieux vaut viter les expositions directes est ou ouest quisuivent la courbe du soleil. Lexposition ouest est la plusdconseille car elle cumule la chaleur de matine etlexposition directe du soleil laprs-midi. Lexposition sud estsouvent la plus intressante pour respecter le confort dt etrcuprer les apports solaires gratuits lhiver.Dans les rgions chaudes, il est conseill de multiplier lesfentres afin de pouvoir les ouvrir le soir et ventilernaturellement. Nanmoins ces fentres, ainsi que les autresbaies vitres, doivent absolument tre pourvues de protectionssolaires, surtout les surfaces vitres horizontales ou inclines etcelles verticales en faade est ouest. Les stores extrieurssont thermiquement plus efficaces que les stores intrieurs, carils vitent lchauffement de la baie vitre ; la lame dair situeentre le store et la baie vitre doit tre ventile afin quelle aussine schauffe pas.Un autre type de protection, fixe celui-ci, peut tre ralis auniveau de la construction. Les pare-soleil, les brise-soleil, lesbalcons, les avances de toiture, les dcrochements de faadesont de vritables lments architecturaux qui participent la faade et au confort. Maonns ou rapports, verticaux ou horizontaux, ils ont lavantage dagir en permanence sansintervention humaine. Les occultations horizontales fixes sontaussi appeles casquettes. Leurs emplacements et leursdimensions doivent tre tudis pour une protection moyenne

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LEFFICACIT NERGTIQUE DES BTIMENTS

LA CONTRIBUTION DE LA CONCEPTIONBIOCLIMATIQUE EN NEUF


de faon plus ou moins laisser passer le rayonnement solaireselon les saisons. Un autre moyen consiste planter des arbresou des arbustes, plutt louest pour crer une ombre laprs-midi et en soire. Il est judicieux de choisir des plantations feuilles caduques, qui laissent ainsi passer les rayons du soleil lhiver. De mme, une vgtalisation de la faade et dela terrasse participe lapport de fracheur.

Aration et ventilationIl est conseill dorganiser une stratgie de ventilation, demanire vacuer la chaleur. Les stores et volets doivent resterferms pour garder une ambiance frache, la ventilation doit treadapte pour limiter les infiltrations de chaleur extrieure dans lajourne et rcuprer lair frais du dehors pendant la nuit.

Apports gratuits

Au-del des apports solaires, dautres solutionscomplmentaires permettent de gagner des degrs toujoursprcieux comme les puits canadiens ou provenaux, dessolutions intressantes. Ils ont pour but de limiter lesconsommations dnergie lies au chauffage et laclimatisation, ou mme viter linstallation dun systme declimatisation. Le principe consiste faire circuler dans destuyaux placs une profondeur de 1,5 2 mtres dans le sol,sur une longueur de 25 30 mtres, lair neuf derenouvellement destin tre introduit dans le btiment. Enhiver, le sol cette profondeur est plus chaud (de lordre de12 C) que la temprature extrieure, lair froid est doncprchauff lors de son passage dans les tuyaux. En t, le solest linverse plus froid que la temprature extrieure, lair estdonc rafrachi lors de son passage dans les tuyaux. Ce systmepeut augmenter ou rduire la temprature de 2 5 C.

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Principe du puitscanadien


LEFFICACIT NERGTIQUE DES BTIMENTS

Une maison rfrence RT 2005, cest une bonne qualit de lenveloppe, du bti, de la ventilation, des quipements de chauffage et deau chaude sanitaire. Elle peut permettre de diviser par 8 les dperditions, ainsi que les consommations et les missions de CO2. Le concept de maison multi-confort dISOVER va plus loin et permet de prparer les rponses aux futures rglementations thermiques.

Chauffage gaz Chaudire condensation Ventilation

hygrorglable type B Radiateur chaleur douce Robinets thermostatiques Programmateurs heure

fixe avec contrledambiance

Chauffage lectrique Pompe chaleur

(coefficient deperformance COP 4)

Ventilation hygrorglabletype B

Radiateur chaleur douce

Murs (exemples)

MAISON MULTI-CONFORT NERGIE AVEC ISOVER CAS 3QUIPEMENTS RENFORCS

Chauffage gaz Chaudire basse

temprature Ventilation hygrorglable

type B Radiateur chaleur douce Robinets thermostatiques Programmateur heure fixe

avec contrle dambiance

Chauffage lectrique Ventilation hygrorglable

type B Panneaux rayonnants Rgulation NFC Programmateur heure fixe

avec contrle dambiance

Murs isols avec lesystme Optima (isolantGR 32 en 100 mm)

Combles isols (isolant R = 5,5)

Sols isols sous chapeflottante et sous dalle

Vitrage double 4/16/4 peu missif (VIR)

MAISON RFRENCE RT 2005 ISOLE AVEC ISOVER CAS 2

QUIPEMENTS RENFORCS

ISOLATION RENFORCE

ISOLATION RENFORCE

Combles(exemples)

Systme IntgraVario avec isolantIsoconfort 32 + membrane Vario Duplex

Sols (exemples)

Plancher sur videsanitaire, isol souschape flottante

Chauffage gaz Chaudire standard,

rendement 0,6, typeannes 1975-1980

Ventilation naturelle Pas de robinet

thermostatique Radiateur haute

temprature Programmateur heure fixe

Chauffage lectrique Ventilation naturelle Convecteurs Rgulation NFB Programmateur heure fixe

MAISON NON ISOLE CAS 1

QUIPEMENTS STANDARD PAS DISOLATIONVitrage simple

+ de 80 %dconomies

+ de 70 %dconomies

supplmentaires

Brique monomur 22 cm + systme Optima avec isolant GR 32 en 100 mm

Bton cellulaire 22 cm + systme Optima avec isolant GR 32 en 100 mm

Maison ossature bois, isolation double couche avec Isoconfort32 en 100 mm + Isoconfort 35 en 60 mm +membrane Vario Duplex

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LES BENEFICES DUNEISOLATION REGLEMENTAIRE

RSULTATS PAR ANChauffage gazDperditions (W/m2.K) 2,269 0,426 0,337Indicateur/m2 consommations nergie finale chauffage (kWh ef/m2) 467 56 35Dpenses de chauffage de la maison (indice de cot)* 100 12 7,5Indicateur environnement au titre du chauffage (kg de CO2/m2) 95,7 11,4 7,2Chauffage lectriqueDperditions (W/m2.K) 2,269 0,426 0,337Indicateur/m2 consommations nergie finale chauffage (kWh ef/m2) 242 38 12Dpenses de chauffage de la maison (indice de cot)* 100 15,8 4,9Indicateur environnement au titre du chauffage (kg de CO2/m2) 43,6 6,9 2,2

*Source Be Tribu. Mthode 3 CL (calculs des consommations conventionnelles dans les logements), version 10.9 avril 2005.tude de trois cas du bilan nergtique chauffage hors ECS (eau chaude sanitaire) dune maison isole type MI 3 avec tage et garage en zone climatique H1 dune surface habitable de 115,60 m2 (Shon 132,9 m2).

La maison multi-confort, un concept dvelopp par Saint-Gobain Isover

La maison multi-confort est celle qui permetde rduire de plus de 80 % sa consommation dnergie pour lechauffage par rapport une maison non isole. Elle existe djavec des matriaux courants, des quipements banaliss, desinstruments de rgulation et une conception adapte. Lamaison multi-confort utilise des composants passifs, commedes isolants et des fentres trs performants, pour diminuer sademande en nergie.Parfaitement tanche lair, elle exploite en permanence un airneuf, sain et la bonne temprature, elle utilise sous toutes lesformes les apports nergtiques, nergie du sol, du soleil, desquipements, des occupants. Elle sait aussi rguler, l o il lefaut et quand il le faut, ses besoins en chaleur et air neuf.

Un confort de vie

Les btiments, y compris ceux respectant les derniresrglementations, sont dpasss en matire defficacitnergtique. Le standard multi-confort sappuie sur des niveauxde consommation et defficacit nergtique qui vont bien au-del des rglementations actuelles. Il est alors possible deprofiter dune temprature intrieure de confort alors qulextrieur il ne fait que 10 C.Grce son haut niveau disolation, des parois et vitrages, saventilation contrle, son emploi efficace et optimal des sourcesdnergies et de la chaleur, la maison multi-confort est toujours bonne temprature.

Lexprience de nos voisins europens

La France a accumul un certain retard par rapport ses voisinseuropens. En Allemagne, linstitut indpendant de recherchePassivhaus a apport son savoir-faire pour la ralisation de maison passive depuis 1991. Ce btiment est quasiautonome pour ses besoins de chauffage. Il se contente desapports solaires, des apports mtaboliques (habitants,machines) et dune bonne isolation. Le chauffage partir deressources traditionnelles est un simple appoint.En Suisse, les cantons de Zurich et de Berne ont cr, la findes annes quatre-vingt, un standard Minergie pour unequantit rduite dnergie consomme. Depuis Minergie estdevenu un label de qualit, un standard de construction, quilsagisse de btiments neufs ou rnovs.

BTI ET QUIPEMENTS DE QUALIT

Isolation performante et continue tanchit lair Ventilation hygrorglable contrle (renouvellement

dair, vacuation de la vapeur deau) Rendement nergtique optimis (double flux,

gothermie) Rgulation de la temprature


Le premier label franaisLe btiment basse nergie que va promouvoir Effinergie sesitue entre les btiments conformes aux exigencesrglementaires actuelles ou programmes et les constructionsexprimentales type maisons passives qui atteignent desperformances trs leves mais des cots et des conditionsnon encore adapts au march franais courant. Les seuils deperformances atteindre selon le standard Effinergie seront, parexemple, pour les constructions rsidentielles neuves, enmoyenne nationale de 50 kWh.ep/m2/an pour la totalit desusages rglementaires (chauffage + eau chaude sanitaire+ ventilation + climatisation). Les exigences seront dclines etdiffrencies entre le neuf et la rnovation et les types debtiment, dune part, et selon les zones climatiques, dautrepart, pour tenir compte des spcificits climatiques des rgions.Il est en effet ais dadmettre quen rgion Nord-Pas-de-Calais,on puisse avoir plus facilement besoin de 65 kWh.ep/m2/an,alors quen Provence-Alpes-Cte-dAzur, on se satisfaitgrandement de 40 kWh.ep/m2/an.Le standard Effinergie sinscrit pleinement dans le contexterglementaire et normatif franais et europen. Le labelEffinergie donne un cadre formel sur lequel tout entrepreneurde travaux pourra sappuyer, tant en construction neuve quenrnovation, pour respecter les normes, les rgles et lesrglements en vigueur. Effinergie souhaite pleinementcontribuer accompagner et favoriser lmergence en Francedune politique de promotion de la trs haute performancenergtique. Le label Effinergie fera lobjet dune certification parune tierce partie indpendante.Pour en savoir plus : www.effinergie.org

G

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E

D

C

B

A

Epave thermique

Btiment moyen

RT 2010

RT 2005

RT 2000 Voie des btiments neufs

Route du parc existant

LES SOLUTIONS DAVENIREXISTENT


La stratgie thermique 22 La conception thermique 23

Comment se transmet la chaleur? 24 Chaleur et flux de chaleur

dans une paroi 24 Chaud et froid

Le pouvoir isolant des laines minrales 26 Performance des laines de verre

et des laines de roche

Le champ dapplication de la RT 2005 61

Les orientations et les volutions 61 Objectif matrise nergtique De nouvelles exigences

Les principes de la RT 2005 62 valuer les consommations

Les exigences de la RT 2005 63 La qualit du bti et

la matrise des dperditions 64 Les zones climatiques de la RT 2005

Les dperditions Ubt rfrence 65 Les dperditions maximales

de la RT 2005 66 Exemples de calcul 66 Le DPE: diagnostic de performance

nergtique 67 La vocation du DPE

Les ponts thermiques intgrs 39 Les ponts thermiques de liaison

structurels 40 Le traitement des ponts thermiques 41

Lisolation des sols Lisolation des planchers dtage Lisolation des refends ou cloisons Lisolation de la toiture

Les effets de la chaleur 60 Le principe dinertie Le confort dt

Matriser les dperditions et les apports 28

Les transferts au sein dune paroi 29 La conduction La convection Le rayonnement La rsistance thermique dune paroi Les rsistances superficielles

dune paroi La rsistance thermique

des lames dair Lvolution de la temprature

dans les parois Dperditions thermiques

dans une paroi 33 Dperditions thermiques et produits

rflchissants 36 Calcul des performances

des produits rflchissants Principe en paroi courante Dperditions compares :

produit mince rflchissant etdoublage isolant

Dperditions compares : produitmince rflchissant et systme isolantsous ossature

Les enjeux de la permabilit lair 56 Le traitement de la permabilit lair 57 La ventilation et les dperditions 58

Le transfert deau sous forme liquide 46

Le transfert deau sous forme de vapeur deau 47 Lhumidit relative La condensation

La condensation la surface dune paroi 48 Empcher la condensation de surface

La condensation dans la masse dune paroi 50 La migration de vapeur deau La permabilit la vapeur deau Le mode de migration de la vapeur

deau dans une paroi Ventiler, une ncessit absolue 52 Prvoir un pare-vapeur 53 Choisir un pare-vapeur 54

LES ENJEUX TECHNIQUES DE LISOLATION THERMIQUEDans toute construction neuve, la thermique est une proccupation transversale qui doit conditionner le projet chaque tape et impliquer tous les acteurs et corps dtat diffrents titres. La connaissance des principes de fonctionnementthermiques des matriaux et des parois, des phnomnes les rgissant,tels que les dperditions et transferts de vapeur deau, permettent par ailleurs de rpondre efficacement aux exigences de la rglementation.

LA PERMABILIT LAIR DUN BTIMENT ET LA VENTILATION 56

LISOLATION DANS LA CONDUITE DU PROJET THERMIQUE 22

LES PRINCIPES DE LA THERMIQUE 24

LES PONTS THERMIQUES 39

LE CONFORT DT 60

LA RGLEMENTATIONTHERMIQUE, RT 2005 61

LE TRANSFERT DE CHALEUR DANS UNE PAROI 28

LE TRANSFERT DEVAPEUR DEAU ET DEAUDANS UNE PAROI 45

LES LABELS DEPERFORMANCENERGTIQUE 68

La difficult dintgration de la problmatique thermique tout aulong du droulement dun projet est lie : au nombre des acteursqui doivent intervenir toutes les phases duprojet : matre douvrage,matres duvre,bureaux dtudes,entreprises, fournisseurs ;

la double contrainterglementaire et technique ;

la multitude desfacteurs qui doivent trecombins : dperditionsdes parois, ventilation,choix des systmes de gnration, dedistribution, dmissionet de rgulation de chauffage ;


aux choix de confort ;

aux choix de performance nergtique ;

aux choix environnementaux.

La conduite du projet thermique sappuie en amont sur unevision claire des points essentiels constituant lenvironnementet les exigences du projet : le contexte rglementaire (RT 2005, DTU) ; la programmation ou cahier des charges : les objectifs dumatre douvrage en matire de thermique, et en particulier les cots dexploitation projets.

Up

C ON F O

RT

LISOLATION DANS LA CONDUITE DU PROJET THERMIQUELa conduite dune stratgie pour la thermique du btiment doit amener sameilleure performance nergtique. Une rflexion en amont aux diffrentes tapesconduit immanquablement des rponses techniques pertinentes et conomiques.

LA STRATEGIE THERMIQUE


lments de confort et label : la ventilation de confortet le contrle delhygromtrie ; les protections solaireslies au confort dt ; linertie thermique(choix des matriaux etconceptionsarchitecturales).

Il est important, au fil de la conception de louvrage, dtablir lesliens privilgis entre les critres de dcision correspondant chaque phase de la conception architecturale du projet et qui,ds le dpart, influent sur le profil nergtique dun btiment.Le degr de prise en compte de ces paramtres est fortementli au niveau dtape du projet et dans tous les cas troitementassoci la conception architecturale et lavant-projet.

tapes Program- Avant- Avant- Projet Chantierdu projet mation projet projet

sommaire dtaill

Dperditions (Up)

Apports gratuits

quipements

lments de confort label

tape o les paramtres du projet thermique doivent treparticulirement pris en compte

tape o les paramtres du projet thermique sont pris en comptede faon moindre

Le choix du systme de construction, de larchitecture, delorientation du btiment, des apports solaires induits,conditionne largement le projet sous langle de la thermique.Le modle thermique des pages 14 et 15 permet de suivre lesenjeux, les moyens et les critres techniques retenir pourassurer la meilleure efficacit nergtique du btiment.

La conduite du projet thermique sappuie en phase deconception sur une vision claire des paramtres interactifsinfluant sur la performance nergtique globale du btiment.

Dperditions : les dperditions(planchers, murs,toitures) des lmentsde lenveloppe dubtiment incluant lesponts thermiquesintgrs aux parois et lesponts thermiquesstructuraux ; les ouvertures et baiesvitres lies la conception architecturale ; la ventilation et le renouvellement dair.

Apports : les apports solaires(directs, indirects ou lis la conceptionarchitecturale) ; lclairage naturel etartificiel.

quipements : le chauffage : typednergie, la production,la distribution, la rgulation-programmation ; leau chaude sanitaire :type dnergie, la production, le stockage, la distribution ; lclairage : consommations.

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LA CONCEPTION THERMIQUE

Lorsque deux corps de tempratures diffrentes sont enprsence, le corps le plus chaud rayonne plus dnergie quilnen absorbe et le corps le plus froid absorbe plus dnergie quil nen rayonne. Cela dpend de leur missivit.

Chaud et froidTous les matriaux sont composs de particules lmentairesen perptuel mouvement.Lapport de chaleur ou dnergie contribue augmenterlagitation interne des molcules du matriau, qui alors serchauffe.Par consquent, le refroidissement de ce mme matriaucontribue une diminution de lagitation interne ou unerestitution de lnergie. Cest le refroidissement du matriau quicontribue la diminution de lagitation molculaire.


Les principes gnraux de la transmission de la chaleur sontuniversels et les mmes mcanismes se retrouvent, diffrents niveaux dimportance, dans tous les changesthermiques de lenveloppe dun btiment.

Les diffrents modes de transmission de la chaleur Transmission de la chaleur par conduction (concerneprincipalement les corps solides) et les fluides.

Transmission de la chaleur par convection (concerneprincipalement les gaz et les fluides). Lair circule par diffrencede temprature entre deux points en raison de la variation demasse volumique. Par exemple, lair chaud monte et la chaleurse dissipe en frottant sur les parois .

Transmission de la chaleur par rayonnement (infrarouge).Toute matire absorbe et met un rayonnement en fonction desa temprature et de son missivit, lchange de chaleur sefaisant en fonction du vecteur de propagation (air ou vide). Letransfert de chaleur par rayonnement ne ncessite pas devecteur de propagation.

Plus le matriau estisolant, moins il y ade conduction.

Plus lair estimmobile, moins il y a de convection.

Plus le rayonnementest rflchi ouabsorb, moins il y a de transfert oudchange thermique.

EN RSUM

Dans un btiment, les trois modes de transmission dela chaleur sont prsents simultanment avec desimportances plus ou moins grandes. La conduction estle mode de transmission majoritaire dans les systmesconstructifs du btiment. Isoler correspond limiterces trois modes de transfert. Nagir que sur lun destrois nest pas suffisant pour assurer une isolationefficace.

LES PRINCIPES DE LA THERMIQUELimiter les transferts de chaleur en matrisant les changes thermiques : en hiver,diminuer les dperditions calorifiques et donc ralentir les flux de chaleur delintrieur vers lextrieur. En t, cest ralentir la progression de la chaleur etlimiter les consommations dnergie lies la climatisation.

COMMENT SE TRANSMET LA CHALEUR?

CHALEUR ET FLUX DE CHALEUR DANS UNE PAROI

Flux de la chaleur

Cette fuite dnergie ou de chaleur est appele flux de chaleur symbolis par (phi). Il augmente quand lcart de tempratureaugmente lui aussi. Pour une mme paroi, de nature et dpaisseur identiques, et pour un cart de temprature deux fois plus grand, la fuite de chaleur se traduit par un effet double. Le flux de chaleur est la quantit dnergie ou de chaleur passant au travers de 1 m2 de paroi pendant une seconde.

Si, pour un cart de temprature de 15 C, le flux de chaleur est gal , pour un cart de temprature de 30 C (double), le flux dechaleur sera alors gal 2 .

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Flux de chaleur Flux de chaleur 2

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= e

= conductivit thermique en W(m.K) e= paisseur de la paroi en mtres

= cart detemprature de part etdautre dune paroi, en C

Cette loi fondamentale montre que le flux de chaleur traversant une paroi dpend : du lambda du matriau constituant la paroi : plus son lambda est faible, plus la paroi est isolante (pour une paroi dpaisseur gale) ; de lpaisseur de la paroi ; de lcart de temprature entre extrieur et intrieur.

La loi fondamentale de Fourier, rgissantle flux de chaleur (phi) dans une paroihomogne, sexprime par la formule :

Pour = 1 C

1 m

T1

T21 m

1 m

= flux de chaleur en W/m2

= 15 C = 30 C

Fuite de la chaleur

Quand la temprature extrieure est de moins 5 C et la temprature intrieure de20 C, la diffrence entre ces deux niveaux de temprature cre un phnomnephysique de transfert dnergie qui provoque la fuite de la chaleur.

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Chaud20 C

Froid - 5 C

La conduction de la chaleur dans les matriaux

La conduction, ou coefficient de conductivit thermique, estexprime en W/(m.K) et reprsente la quantit dnergietraversant 1 m2 de paroi pour un mtre dpaisseur de matriauet pour une diffrence de temprature de 1 K entre les deuxfaces, pendant lunit de temps. Elle est dnomme (lambda),valeur normalise. Elle est conventionnellement mesure pourune temprature moyenne du matriau de 10 C. La conductivit thermique est une caractristique constante,intrinsque et propre chaque matriau. Elle permet dvaluerlaptitude du matriau en question plus ou moins laisserpasser un flux de chaleur.

Quelques exemples de valeurs de conductivitConducteurs W/(m.K)Cuivre 380,000Acier 52,000Granit 3,500Bton courant 1,750Pltre enduit 0,460Pierre, marbre 0,290Bois dur 0,230Bois tendre 0,220Bton cellulaire 0,120Lige comprim 0,100Verre 1,000

Isolants W/(m.K)Laines minrales 0,030 0,040Air sec immobile 0,025

paisseur gale, une laine minrale ( : 0,032) est 100 fois plusisolante quun granit et, comme tous les isolants quiemprisonnent lair, elle russit atteindre les meilleuresperformances thermiques. Est dfini comme isolant tout produitdont la rsistance thermique dclare RD une temprature de10 C est suprieure 0,25 m2.K/W et dont la conductivitthermique dclare une temprature de 10 C est infrieure 0,060 W/(m.K), norme NF/EN 13162.

La rsistance thermique RElle dpend du (lambda) et de lpaisseur du matriau. Enisolant, le but recherch est de diminuer le flux de chaleurtraversant une paroi. Plus la rsistance au flux de chaleur offertepar un matriau dune paisseur donne est leve, plus lematriau est isolant.

Exemple : pour atteindre une mme rsistance thermique R = 5, il faut :16 cm de laine minrale = 0,032 ; 5 = ;

ou 17,5 m de granit, = 3,5 ; 5 =

R = rsistance thermique exprime en m2.K/W.

e = paisseur du matriau exprime en m

= lambda en W/(m.k)

LES PRINCIPES DE LA THERMIQUE


R = e

Dans les matriaux poreux, comme les laines minrales, latransmission de la chaleur seffectue :A) Par conduction gazeuse (air).B) Par conduction dans la matire (dans sa partie solide).C) Par rayonnement infrarouge.

Transfert de chaleur dans lair emprisonn (conduction gazeuse)

La conductivit de lair emprisonn dans les pores de la laine estconstante, quelle que soit la densit de la laine.

+Transfert de chaleur dans la matire seule

(conduction dans la matire)

La conductivit dans la seule matire solide est influence par lamasse volumique de lisolant : plus lger est lisolant, meilleureest la performance.

+Transfert de chaleur par rayonnement

La contribution par rayonnement la conductivit dpend de lamasse volumique de lisolant.

Transmission de chaleur

= A + B + C

(W/(m.K))

0,030

0,020

0,040

0,010

0 (kg/m3)20 40 60 80

(W/(m.K))

0,030

0,020

0,040

0,010

0 (kg/m3)20 40 60 80

(W/(m.K))

0,030

0,020

0,040

0,010

0 (kg/m3)20 40 60 80

gaz (air)

matire solide

rayonnementC

A

B

LE POUVOIR ISOLANT DES LAINES MINERALES

17,53,5

0,160,032

0,040

0,035

0,045

50 100 1500,030

(W/(m.K))

Masse (kg/m3)

0,040

0,035

0,045

2010 30 40 50

(W/(m.K))

Masse (kg/m3)1 2 3

(W/(m.K))

0,030

0,020

0,040

0,010

0 (kg/m3)20 40 60 80


()

(a)

*

T = 24 C

T = 24 C

Laine deroche

Laine deverre

Laine de verre procd Isover

Laine de verre procd Isover

Laine deroche

Laine deverre

c/

ISOLER AVEC LES LAINES MINRALES

Les laines minrales constituent la meilleure solutionpour isoler, puisquelles sont des matriaux poreux,cest--dire que lenchevtrement des fibres de petitdiamtre constitue une multitude dinterstices o lairest emprisonn. Le coefficient de conductivitthermique (lambda) de lair ainsi immobilis dans lalaine, une temprature de 10 C, est de0,025W/(m.K).La conductivit thermique des laines minrales serapproche donc de celle de lair immobile.

La conductivit thermique des laines minralesdpend : de la nature de la laine ; de la masse volumique du produit ; de la temprature dutilisation.

La performance des laines minrales, en particulier deslaines de verre, constitue le meilleur compromis pourisoler entre prix, poids et performances thermiques. La laine de verre se positionne avantageusement, neprsente pas dinfibrs grce son process defabrication. 100 % de la matire, sous forme de laine,contribue la performance. Le produit justifie de performants 0,032W(m.K), voire 0,030 W(m.K), il restesouple et lger manipuler.

Mcanismes de transferts de chaleur dans une laineminrale

Les diffrents mcanismes de transfert de la chaleur dans unelaine minrale montrent clairement que la contribution de lairemprisonn dans la matire reprsente lapport le plusimportant la performance laines minrales : lair immobile estisolant.

*La courbe violette reprsente la conductivit de la laine minraleest la rsultante des trois autres courbes.

Performance des laines de verreet des laines de roche

La performance nest pas proportionnelle la masse volumique(kg/m3), tant en thermique quen acoustique.

La masse volumique est dite apparente car elle associe lamasse de la seule phase solide au volume total occup parlisolant seul.Cela reprsente donc la quantit de matire : Pour la laine de verre : fibres + rsines ou liants pour 1 m3. Pour la laine de roche : fibres + rsines ou liants + matiresnon fibres (lies au process) pour 1 m3.Les infibrs participent au poids, mais pas la performance.Avec les procds actuels, la laine de verre ou de roche,pour des performances gales, auront, du fait du process,des masses volumiques diffrentes.

() = conductivit thermique de la laine minrale

a = contribution conduction gazeuse +

b. = contribution conduction matire + c = contribution rayonnement

() = a + b. + c

Exemple, pour un = 0,040, il faut : laine de verre Isover = 12 kg/m3

laine de verre classique = 16 kg/m3

laine de roche = 28 kg/m3

(b.)

Maison non isoleEn hiver, les dperditions sont maximales au niveau delensemble des parois opaques et vitres et des liaisonsstructurelles. La ventilation naturelle nest pas contrle etaugmente les dperditions. En t, le soleil surchauffelambiance intrieure.

Maison bien isoleEn hiver comme en t, les transferts de chaleur sont rduitssur lensemble des parois. La ventilation mcanique contrleoptimise le renouvellement dair pour le moins de dperditionspossible. Selon lorientation, la taille des baies, le mode de viedes occupants, les apports gratuits dnergie peuventreprsenter jusqu 20 % des besoins. Ils rduisent dautant les besoins dnergie.

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Dperditions dans un btiment non isolLes dperditions dans les parois (Up) reprsentent un champdattention et dconomie important ainsi que la permabilit lair.

Portes et fentres 13 %

Toitures 30 %

Murs 16 %

Sols 16 %

75 %Parois

20 %

Dperditions dans le btiment non isol

Renouvellement d'air

5 %Liaisons structurelles et ponts thermiques

Ventilation

Ponts thermiques

LE TRANSFERT DE CHALEURDANS UNE PAROILes transferts thermiques dans une construction sont de diffrentes natures. Ils sont fonction des matriaux composants les parois, les murs, les sols, les planchers ou les toitures. Tout lenjeu de lisolation sera dvaluer et de matriser ces phnomnes pour un habitat confortable en hiver comme en t.

MAITRISER LES DEPERDITIONSET LES APPORTS

Les grands principes de la thermique et de ses modes detransmission associs la conduction, la convection, lerayonnement se retrouvent dans une paroi simple.

La conduction

La conduction est la transmission dnergie ou de chaleur par lamatire mme de la paroi (sa partie solide). On dit quune paroiconduit plus ou moins bien la chaleur selon sa rsistancethermique.

La convection

La convection est lchange entre un corps gazeux et un autrecorps, quil soit liquide, solide ou gazeux.Au niveau dune paroi, cest le mouvement de lair provoququand la temprature de ce dernier est diffrente de celle de la paroi. Le local chauff cde de la chaleur la paroi parconvection.

20 C -5 C

Sens d

u flux

de cha

leur

20 C -5 C

Sens d

u flux

de cha

leur

Le rayonnement

Le rayonnement se manifeste quand des corps chauds mettentdes rayons porteurs dnergie qui sont absorbs par dautrescorps et alors transforms en chaleur.Au niveau dune paroi, le rayonnement se traduit par celui desmetteurs de chaleur cdant leur chaleur la paroi.

Illustration des principes de transfertthermique

A Lexistence de paroi faiblersistance thermique entrane lacration dune zone perturbe parles courants de convection. Lapice chauffe cde de la chaleur la paroi par convection (air encirculation), et par rayonnementdes metteurs de chauffage enparticulier.

B Les parois isoles permettentlobtention dune ambiance temprature homogne, sourcede confort.

C Mme aprs rafrachissement de lair, les paroissurchauffes pendant la journe sont cause dune sensationdoppression due au rayonnement calorifique.

-5 C

Sens d

u flux

de cha

leur

20 C


Intrieur

ExtrieurZone perturbe

Ambiance homogneet confortable

LES TRANSFERTS AU SEINDUNE PAROI

La rsistance thermique duneparoi

1 Pour obtenir la rsistance thermique de la paroi, il estncessaire dadditionner les rsistances des diffrents lmentsqui la composent ainsi que les rsistances superficielles interneset externes de la paroi (changes avec lair de lambianceintrieure et extrieure).

2 Dans une paroi isole, chaque lment homogne qui lacompose possde ses propres caractristiques et propritsthermiques.

3

La somme des rsistances thermiques des matriauxhomognes composant la paroi et les rsistances superficiellesintrieure et extrieure donne la rsistance thermique totale dela paroi.

4

Plus la rsistance cumule au flux de chaleur R est grande, plusla paroi rsiste la transmission de chaleur et meilleur est sonpouvoir isolant.

R en m2.K/W = R + rsi + rseR total = R mur + R laine + R parement +R superficielles intrieure (rsi ) et extrieure (rse )

R mur : paisseur mur mur (selon nature et caractristiques matriau)

+R laine paisseur laine

laine (selon caractristiques laine)

+R parement : paisseur parement

parement (selon nature et caractristiques parement)

+ rsi et rse :

rsistances superficielles intrieure et extrieure(selon nature paroi et sens du flux)

R =

Rsistance thermique dune paroi

Nota: seules les rsistances se cumulent, les nesadditionnent pas.

Les rsistances superficielles dune paroi

Chaque paroi gnre des rsistances superficielles en fonctionde sa nature et du sens du flux de chaleur.Conventionnellement admises dans les calculs thermiques dunprojet pour tenir compte des changes thermiques parconvection et rayonnement, ct extrieur et intrieur, cesrsistances sont donnes selon les rgles Th-U sur la base denormes europennes.

Rsistances superficielles des parois verticales surlextrieur

Parois verticales rs = 0,17 m2.K/W

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20C

15C

10C

5C

0C

-5C

-10C

20C

15C

10C

5C

0C

-5C

-10C

LE TRANSFERT DE CHALEUR DANS UNE PAROI


Il nest pas possible dempcher les transferts de chaleur,mais il est possible de les freiner fortement. Isoler, cestassocier aux parois des matriaux qui diminuent cestransferts de chaleur en augmentant leur rsistancethermique.

Intrieur

rsi 0,13

Extrieur

rse 0,04

Rsistances superficielles des parois horizontales

Rsistance superficielle (m2. K/W)

rsi rse rsParoi verticale 0,13 0,04 0,17

Paroi horizontale(flux ascendant)

0,10 0,04 0,14

Paroi horizontale(flux descendant)

0,17 0,04 0,21

Rgles ThU CSTB

Flux descendant rs = 0,21 m2.K/W


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Flux ascendant rs = 0,14 m2.K/W

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La rsistance thermique deslames dair

Dans une paroi ou un systme constructif, une lame dair non ventile contribue la performance thermique globale.Dans ce cas, les rsistances associes en fonction delpaisseur de la lame dair et du sens du flux de chaleur sontdonnes selon les rgles Th-bt.

Rsistances thermiques de lames dair non ventiles R (m2. K/W)

paisseur de la Flux Flux Fluxlame dair (mm) ascendant horizontal descendant

0 0,00 0,00 0,00

5 0,11 0,11 0,11

7 0,13 0,13 0,13

10 0,15 0,15 0,15

15 0,16 0,17 0,17

25 0,16 0,18 0,19

50 0,16 0,18 0,21

100 0,16 0,18 0,22

300 0,16 0,18 0,23

Ces valeurs correspondent une temprature moyenne de lalame dair de 10 C.Les valeurs intermdiaires peuvent tre obtenues parinterpolation linaire.


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Intrieur

Intrieur

rsi 0,10

Extrieur

Extrieur

rse 0,04

rsi 0,17

rsi 0,04

Lvolution de la temprature dans les parois

Lorsque la temprature de surface de la paroi intrieure estsimilaire celle de lambiance, loccupant ressent une sensationde confort. La paroi est sche et saine. linverse, lorsque laparoi est froide, lcart de temprature entre lair ambiant etcette paroi est important. Loccupant ressent un effet de paroifroide, de la condensation (eau contenue dans lair) apparat surla paroi. Cette condensation nuit la qualit et la prennit desmurs et des ouvrages.Outre le fait daugmenter la rsistance thermique dune paroi,lisolation permet de garantir un faible diffrentiel detemprature entre lambiance intrieure et la surface intrieuredu mur. Plus cette diffrence est faible (3 C de diffrencemaximum), meilleure est la sensation de confort.

Chute de temprature dans une paroi non isole

Profil des tempratures dun mur nuTemprature la surface intrieure du mur de 7,5 C, sourcedinconfort, de point de rose et de condensation.

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20C

15C

10C

5C

0C

-5C

-10C

20C

15C

10C

5C

0C

-5C

-10C

14 cm

7,5C

-1C

Chute de temprature dans une paroi isole

Profil des tempratures : effet de lisolationTemprature la surface intrieure de la paroi de 19 C, sourcede confort, mur sain.

Pour une paroi dpaisseur quivalente, les courbes du bas(contribution respective la rsistance thermique de chaquelment de la paroi) montrent comment la temprature chuteselon quil y ait ou non un isolant qui soppose au transfert dechaleur du chaud vers le froid.

14 cm10 cm

1 cm

20C

15C

10C

5C

0C

-5C

-10C

20C

15C

10C

5C

0C

-5C

-10C

19C

-4,5C



Rsi = 0,13R bton = 0,082R parement = 0,021Rse = 0,04

RT (m2K/W) = 0,25

T (C)

15

10

5

0

-50,1 0,2 0,25 0,3 RT

(m2.K/W)

Rbton = 0,082

Rsi = 0,13 Rse = 0,04

20C

-5C

-1C

7,5C

T (C)

15

10

5

01 2 RT (m2.K/W)

Risolant = 2,5 Rbton = 0,082Rparement = 0,021

Rsi = 0,13 Rse = 0,04

-52,773

20C

-5C

19C

-4C

Rsi = 0,13R parement plaque de pltre = 0,021R isolant laine minrale = 2,5R bton = 0,082Rse = 0,04

RT (m2.K/W) = 2,773

linverse de la rsistance thermique, le coefficient detransmission thermique surfacique dune paroi en partiecourante (dperdition) exprime le flux de chaleur qui passe travers une paroi ayant une surface de 1 m2, pour une diffrencede temprature de 1 C entre les deux ambiances spares parcette paroi : cest le coefficient conventionnellement appel Uc. La rsistance totale de la paroi inclut la somme desrsistances de la paroi + les rsistances superficielles. Plus le coefficient Uc est grand, plus les dperditions dechaleur sont importantes. Plus il est petit, moins il y a dedperditions.

Uc = dperditions dans une paroi en partie courante homogneUp = dperditions dans une paroi avec ponts thermiques

intgrs ou htrogne

Mur en bton non isol

Pour 100 m2 de paroi et pour 15 C dcart de temprature entrelintrieur (20 C) et lextrieur (5 C), les dperditions dun murbton de 14 cm non isol sont de4 W/(m2.K) x 100 m2 x 15 K = 6 000 Wsoit lquivalent de 100 ampoules de 60 watts allumes enpermanence.

Uc = 1 = 4 (W/m2.K)0,25

R mur = e = 0,14 = 0,082 1,7*

Rsistances dchanges superficielles = 0,17

R (m2.K/W) = 0,25 * bton = 1,7 W/(m.K). Coefficient de transmission thermique Uc en partiecourante

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1Rsistance totale de la paroi

Uc (W/m2.K) =

Mur en bton, isolant laine de verre, parement en pltre

Pour 100 m2 de paroi et pour 15 C dcart de temprature entrelintrieur (20 C) et lextrieur (5 C), les dperditions dun murbton de 14 cm isol sont de0,29 W/(m2.K) x 100 m2 x 15 K = 435 Wsoit 14 fois moins que le mur non isol.

Uc = 1 = 0,29 (W/m2.K)3,42

R pltre : e = 0,01 = 0,021 0,46*

R laine GR 32 100 mm = 3,15R mur = 0,082Rsistances dchanges superficielles = 0,17

R (m2.K/W) = 3,42Coefficient de transmission thermique Uc en partiecourante

* pltre = 0,46 W/(m2.K).

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14 cm10 cm

1 cm


Ti

Te

Ti

paisseur 14 cm

Te

DEPERDITIONS THERMIQUESDANS UNE PAROI

CHOISIR DES ISOLANTS PERFORMANTS COMME LES LAINES MINRALES

paisseur quivalente de paroi (25 cm), les principes de la thermique applique au btiment montrent quil estpossible de faire varier de faon sensible la performance globale de la paroi (meilleure rsistance thermique) enchoisissant des isolants performants (faible conductivit thermique).



1

2

2,493

Rparement = 0,021

Risolant = 2,22

Rbton = 0,082

Rse = 0,04

Rsi = 0,13

RT (m2.K/W)

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14 cm10 cm

1 cm

3

Rsi

Rse

1

2

3,373

3

Rparement = 0,021

Risolant = 3,3

Rbton = 0,082

Rse = 0,04

Rsi = 0,13

RT (m2.K/W)

Rse

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1 cm

14 cm10 cm

Rsi

ISOLANT = 0,045 (W/m.K)

Rsi = 0,13

R parement pltre = 0,021

R isolant : 0,10/0,045 = 2,22

R bton = 0,082

Rse = 0,04

R (m2K/W) = 2,493

Dperditions Uc :1/R = 0,401 W/m2.K

R = 0,88 (m2.K/W)

Uc = 0,105 (W/m2.K)

ISOLANT LAINE DE VERRE = 0,032 (W/m.K) (GR 32 REVTU KRAFT)

Soit + 35 % de rsistance thermique en utilisant une laine de verre = 0,032 W/m.K. On a donc intrt choisir un isolantqui, paisseur gale, avec un niveau de conductivit thermique le plus bas possible, assure la rsistance thermique laplus forte possible. Le GR 32, isolant en laine de verre, est donc particulirement performant.

Rsi = 0,13

R parement pltre = 0,021

R isolant laine de verre GR 32 = 3,10

R bton = 0,082

Rse = 0,04

R (m2K/W) = 3,373

Dperditions Uc :1/R = 0,296 W/m2.K


LAME DAIR OU LAINE MINRALE : LE BON CHOIX

paisseur gale de la paroi totale, la solution la plusperformante est bien celle qui consiste remplir lalame dair avec un isolant. Cest aussi la garantie demettre en uvre une paroi o les phnomnes deconvection seront les plus rduits possible.

En remplaant la lame dair par une laine de verre de45 mm dpaisseur = 0,038 W/m.K, la rsistancetotale est augmente de 1 et devient

La rsistance de la laine de verre reprsente 75 % dutotal. La laine de verre remplissant la lame dairmultiplie par 2,75 la rsistance thermique de la paroi.

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Lames dair5 cmR = 0,18

Bton 20 cm

Carreau de pltre

R superficielle interne = 0,13R carreaux de pltre = 0,11R lame dair non ventile

dpaisseur 50 mm = 0,18R bton = 0,11R superficielle externe = 0,04

Rsistance totale = 0,57 m2.K/WLa rsistance de la lame reprsente 31 % du total.

R = 1,18

1,57 m2.K/W

Rlaine = = 1,18 m2.K/We

0,0450,038

SAVOIR Choisir par dfinition un isolant dont le

coefficient de conductivit thermique est leplus faible possible.

Choisir un isolant base de laine minrale carelle emprisonne lair et apporte la meilleurecontribution pour une isolation performante.

Choisir un isolant base de laine minrale auxperformances acoustiques sans gales.

Calcul des performances des produits rflchissants

Les performances thermiques des systmes intgrant desproduits rflchissants sont calculables. Les rsultats descalculs sont en accord avec les mesures lorsque lon prend encompte simultanment les trois modes de transfert de chaleur :conduction, convection et rayonnement.

Principe en paroi courante

Les produits rflchissants sont disposs verticalement dansune cavit avec deux lames dair de 20 mm de part et dautre,selon les recommandations du CSTB (note GS 20, mai 2004,page 38).

HYPOTHSE DE CALCULtemprature de surface face froide T1 0 C

face chaude T2 20 C

missivit parois eb 0,90

surfaces er 0,16 ou 0,12

paisseur des lames dair 20 mm

paisseur du produit rflchissant 7 ou 14 mm

Le rsultat du calcul de rsistance thermique du systme(produit rflchissant et lames dair) est diffrent selon que letransfert par convection est pris en compte ou non.

TRANSFERT DE CHALEUR PAR CONDUCTION, CONVECTION ETRAYONNEMENT

Dperditions Uc

avec un produit rflchissant de 7 mmR systme = 1,04 m

2.K/W 0,96 W/m2.K

avec un produit rflchissant de 14 mmR systme = 1,25 m

2.K/W 0,80 W/m2.K

Rapport dtudes : Physibel rapport 9710 A.

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Dperditions compares: produit mince rflchissant et doublage isolant

Exemple Si lon compare les Up (dperditions totales tenant compte desponts thermiques intgrs), la performance dun produit mincerflchissant est largement conditionne: par lexistence de lames dair continues et non ventiles de

part et dautre ; par la pose tendue du film rflchissant ; par le maintien de lmissivit dans le temps; par la prise en compte du risque de condensation d au choix

de lemplacement et de la nature du film dans la paroi.

Lmissivit* est la proprit qua un matriau dmettre de la chaleur. Cest un coefficient sans dimension compris entre 0 et 1, par exemple une feuille daluminium = 0,05.

Lmissivit est une caractristique physique de surface dunmatriau. Elle dpend de son tat de surface, de sa couleur etdu fait quelle soit en contact (en change) avec lair.Plus le coefficient dmissivit dun matriau est faible, moins il transmet de flux de chaleur par rayonnement. Exemple dundoublage ayant un encombrement identique de 120 mm, lunavec produit rflchissant et ses deux lames dair requises,lautre avec isolant traditionnel.

*La faible missivit est une proprit de rflexion dans lerayonnement infrarouge thermique. Ce nest pas parce quunmatriau est brillant (il rflchit la lumire) quil rflchit lesinfrarouges thermiques.

AVEC UN SYSTME INTGRANT UN PRODUIT RFLCHISSANT

Uc R systme

Produit rflchissantdpaisseur 10 mm 0,63 W/m2.K 1,58 m2.K/W

dpaisseur 14 mm 0,59 W/m2.K 1,69 m2.K/W

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15 cm5 cm5 cm

1 cm



Lames dair 50 mmBton 150 mmProduit rflchissantPltre 10 mm

2 lames dair de 20 mm

Paroi Maonnerie

Produit rflchissant

Parement plaque de pltre

DEPERDITIONS THERMIQUESET PRODUITS REFLECHISSANTS

AVEC UN DOUBLAGE ISOLANT TRADITIONNEL

La performance dpend de la conductivit thermique duproduit.

Rparoi = 0,12* + Risolant + Rse + Rsi Risolant Rparoi Uc

isolant avec 2,63 m2.K/W 2,92 m2.K/W 0,34 W/(m2.K)

= 0,038

isolant avec 2,78 m2.K/W 3,07 m2.K/W 0,32W/(m2.K)

= 0,036


= 0,032


= 0,028

isolant avec 4,0 m2.K/W 4 ,29 m2.K/W 0,23W/(m2.K)= 0,025

*o 0,12 = Rbton + Rpltre

Rparoi = Rbton + Rpltre + Rsi + Rse (o Rsi + Rse = 0,17)On suppose le cas dun flux horizontal.

Conclusion : les dperditions en partie courante sont suprieures pour le systme intgrant un produitrflchissant.

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15 cm10 cm

1 cm

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15 cm10 cm

1 cm

Dperditions compares : produit mince rflchissant et systme isolant sous ossature

Les dperditions Up sont largement suprieures avec lesystme intgrant un produit mince rflchissant, compar avecle systme Optima et un isolant revtu kraft. La contribution delalu dans le systme Optima (avec isolant revtu kraft alu) estde 8,5 %. La laine minrale assure elle seule lessentiel de laperformance.

PRODUIT MINCE RFLCHISSANT

ConfigurationIsolant 25 mm dpaisseur Rsistance thermique intrinsque :R = 0,75 m2.K/W surfac sur chaque face dun revtementpeu missif : = 0,05

Dans le meilleur des cas Up = 0,48 W/m2.Ksi une seule lame dair : Up = 0,71Calculs raliss selon norme EN ISO 10211

SYSTME OPTIMA AVEC ISOLANT GR 32 ROUL REVTU KRAFT ALUConfigurationIsolant GR 100 mm dpaisseur, revtu sur une face dunrevtement alu peu missif : = 0,05 (mesur avant et aprsvieillissement par le CSTB). Mise en uvre dans le systmeOptima en murs avec lame dair 18 mm.

Up = 0,260 W/m2.KSoit un gain de 8,5 % par rapport la mme solution avec unisolant GR revtu kraft (Up = 0,285).

2 cm2 cm

2,5 cm


Bton 150 mmIsolant traditionnelPltre 10 mm

Bton 150 mmIsolant traditionnelPltre 10 mm

2 lames dairimmobile, non ventiles, de20 mm chacune 1 produit mincerflchissant de 25 mm



LE POINT OFFICIEL SUR LES PRODUITS MINCES RFLCHISSANTS

Le GS 20 et le CSTB font le point sur les produitsrflchissants

Le Groupe Spcialis produits et procds spciauxdisolation (GS 20) de la Commission charge deformuler les Avis techniques a rdig, en 2004, une notedinformation lattention des prescripteurs, entreprises,artisans et particuliers dans lattente des premiers avistechniques sur les produits minces rflchissants. Eneffet, selon les experts du GS 20, les produits mincesrflchissants prsentent des caractristiquesthermiques de mise en uvre particulires quil convientde bien connatre pour viter de srieuses dconvenues.

Les produits minces rflchissants connaissent undveloppement important depuis 1980, mais nombreuxsont les particuliers et les professionnels qui achtentces produits en mconnaissance de leurs performancesrelles en uvre et des dommages qui peuvent affectercertains ouvrages (ossature bois, charpente, chapeflottante) en cas de pose inadapte.Cest pourquoi les experts techniques du GS 20 ontestim ncessaire de rdiger une note dinformation destination des utilisateurs de ces produits pour prciserleurs performances et leurs conditions de mise enuvre.

RSISTANCE THERMIQUEEn ltat des connaissances et des essais raliss enAmrique du Nord et en Europe, ces produits sontsusceptibles dapporter un complment disolationmodeste aux parois des btiments dans les fourchettessuivantes de rsistance thermique, exprime en m2.K/W,suivant louvrage et le mode de pose adopt :R = 0,1 0,4 m2.K/W pour une pose directe sans lamedair en plancher ;R = 0,2 1 m2.K/W pour pose avec rservation dunelame dair en mur et toiture ;R = 0,3 1,7 m2.K/W pour une pose avec rservation dedeux lames dair non ventiles.Cette rsistance sajoute celle du support (0,3 m2.K/Wenviron pour un mur en parpaing creux). Pour mmoire,

les niveaux moyens de rsistance thermique des paroisdes constructions neuves doivent tre trs suprieurs. Ilsvarient de 2 pour planchers 4 m2.K/W selon la paroi etla zone climatique.

POSE ET LAME DAIRPlus les lames dair sont ventiles, plus la performancethermique diminue. Un jour dun millimtre de largeursuffit pour la faire chuter. Qui plus est, la circulation dairdpose un film de poussires qui rduit encoredavantage la performance thermique.

PERMABILIT LA VAPEUR DEAUSauf exception, ces produits sont trs tanches lavapeur deau en provenance de lintrieur deslogements. Ils peuvent donner lieu des condensationsimportantes comme une vitre sils sont poss sansprcautions particulires, par exemple directement sousles tuiles dun toit ou du ct extrieur dune ossature enbois ou en mtal. Avec le temps, laccumulationdhumidit pourra provoquer le pourrissement du boisou la corrosion du mtal.

APPLICATION SOLSLutilisation de ces produits en sous-couche de chaperapporte sur un plancher impose de vrifier que lefabricant a fait procder aux essais tablissant que sonproduit prsente une rsistance lcrasementsuffisante, conformment la norme NF P 61-203. Si cenest pas le cas, il est fort probable que la chape sefissurera par la suite.Ces produits ncessitent donc une mise en uvre trssoigne et de prendre des prcautions en fonction deleurs caractristiques et de lutilisation qui en est faite.Les Avis techniques qui seront prochainement formulsprciseront le domaine dem

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le guide de l'isolation