15 façons de construire au banc d’essai

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Détail des calculs

Les hypothèses

1. Ont été utilisés pour les calculs seuls les performances et les prix qui correspondent à un m² de mur en élévation.

2. Les coûts et les performances liés notamment aux angles de murs, aux liaisons avec les menuiseries, aux chaînages, linteaux, etc n’ont pas été pris en compte.

3. Les grandeurs physiques de chacun des matériaux (résistances thermiques, masses volumiques, chaleur spécifique, conductivité thermique) ont été obtenues à partir des sources d’information [2] et [3]

4. Les parements extérieurs n’ont pas été pris en compte pour la comparaison.

Méthode de calcul

1. La résistance thermique d’un mur composé est la somme des résistances thermiques de chacune de ses couches.
   Le cas échéant, la résistance thermique de la couche isolante est corrigées par un ou deux "malus" de -20% pour prendre en compte les effets suivants :
   A) Si la solution induit des ponts thermiques importants entre l’intérieur et l’extérieur (isolation par l’intérieur avec blocs de construction courants)
   B) Si une pose mal faite peut faire diminuer l’isolation de manière sensible (p.ex. dans le cas des complexes isolants avec plaque de plâtre de parement, il est fréquent que la pose soit faite en privilégiant le résultat esthétique (au niveau du parement) par rapport à la pose bord à bord des plaques d’isolants. Le cas peut se produire également si la pose recommandée par le fabricant est complexe (briques à alvéoles).

2. Le temps de transfert (ou déphasage) d’un mur composé est la somme des temps de transfert de chacune de ses couches (temps de transferts calculés selon formule disponible sur [2]). Le fait de sommer les temps de transfert de chacune des couches constitue une méthode de calcul approchée mais de précision suffisante pour ce comparatif.
   Il est à noter que le temps de transfert obtenu est tout à fait proportionnel à l’atténuation des variations de températures extérieures apportée par le mur et exprimée sur une échelle logarithmique (produit des atténuations de chacune des couches du mur selon [1]).
   Pour faciliter la comparaison, les performances d’atténuation/déphasage ont donc été basées sur le seul temps de transfert, plus facile à calculer.

3. La capacité thermique surfacique (utilisée comme indicateur d’inertie) a été calculée comme étant la somme de la capacité thermique surfacique (par m²) des 9 premiers cm de l’épaisseur du mur en partant du côté intérieur. Cette méthode de calcul est simple et donne des résultats de précision suffisante pour ce comparatif.

4. Chaque valeur a été convertie en note sur 20 (par "règle de 3"), de telle sorte que la meilleure de notre comparatif obtienne la note de 20/20. Les meilleures valeurs rencontrées ont été les suivantes :

   • Temps de transfert : Brique à alvéoles 37.5 cm (19,9 heures)
   • Résistance thermique : Béton cellulaire 37 cm (2,9 m²K/W)
   • Capacité thermique surfacique : Bois massif + laine de bois extérieure (25,9 Wh/m².K)
      

5. Aux valeurs précédentes ont été appliqués des coefficients pour déterminer les indicateurs de confort d’hiver, demi-saison et d’été. Ces coefficients ont été choisis comme suit (cf objectifs) :

Qualité	confort hiver	confort demi-saison	confort été
résistance thermique (isoler)	85	50	15
capacité thermique (accumuler)	15	50	35
temps de transfert (amortir)	0	0	50
Total	100	100	100

6. Les indicateurs ont été eux-même convertis en note sur 20, de telle sorte que le meilleur de notre comparatif obtienne la note de 20/20 (dans chaque catégorie).

Formules utilisées

Les formules ci-dessous sont utilisées pour notre article comparatif ainsi que pour la calculette.
Pour limiter l’entrée de données "farfelues", la calculette limite les valeurs totales de résistance thermique, capacité thermique et temps de transfert d’une composition aux valeurs maximales rencontrées dans notre comparatif et considérées comme étant "de référence".

Bibliographie et infographie :

• [1] Master en Architecture et Développement Durable (cycle européen à Lausanne, Louvain, Toulouse, Québec, Milan, Barcelone), cours de mise à niveau des étudiants, chapitre thermocinétique, pages 9 à 11
• [2] Guide des logements à faibles besoins en énergie (Cabinet Sidler, mars 2000, chapitre 2.5 Les Matériaux).
• [3] Bibliothèque thermique du logiciel Pleiades+Comfie

Grandeurs physiques utilisées pour les matériaux élémentaires

Les ponts thermiques

Un pont thermique est une zone localisée de faible résistance thermique où la chaleur peut s’échapper facilement.

Dans un bâtiment ancien, les ponts thermiques représentent couramment 20 % des déperditions totales. Cependant, avec l’augmentation des épaisseurs d’isolant (et dans le cas des isolations par l’intérieur), leur influence en pourcentage, ne cesse de croître.

Les ponts thermiques apparaissent notamment sur les points suivants :

• aux angles des murs de la maison, car la surface du mur extérieur qui rejette la chaleur est plus importante que la surface intérieure qui reçoit la chaleur. Ce phénomène est accentué par la présence d’un poteau en béton armé, nécessaire à cet emplacement dans les constructions en parpaings et briques creuses.
• les balcons, s’ils sont coulés dans le prolongement de la dalle de la maison (le béton de plancher transmet alors directement la chaleur au balcon qui agit alors comme un super radiateur ... mais à l’extérieur de la maison ! )

Et surtout dans le cas d’une isolation par l’intérieur : aux liaisons entre les dalles de planchers et les murs extérieurs aux angles entre les murs de refends et des murs extérieurs les vides d’air (généralement d’un centimètre), les trous pratiqués pour les prises de courant, les mauvaises jointures entre panneaux isolants.

Ils apparaissent aussi dans les dormants des fenêtres (surtout pour les menuiseries métalliques), dans les rebords de fenêtres, ...

Les ponts thermiques sont à l’origine d’une grande part de la perte d’énergie de chauffage, mais aussi, ils créent des zones froides localisées dans la maison. Ces zones sont source d’inconfort pour les occupants car le corps humain aura une impression de froid si les murs sont froids, et ce même si l’air de la pièce est bien chaud.

De plus, l’humidité ambiante générée naturellement par les occupants de la maison aura tendance à condenser sur ces zone fraîches (exactement comme sur les vitres des anciennes fenêtres à simple vitrage). Des moisissures risquent d’apparaître à ces endroits, surtout si les éléments des murs forment des barrières étanches à l’eau. Photo de droite : cette maison a été réalisée à moindre coût par un investisseur pour la donner en location (loi Périssol). Suite à une expertise, la moisissure n’est à pas dûe à une fuite de toit mais bien à un pont thermique car les doublages en laine de verre ne sont pas jointifs aux niveau des angles de murs. Dans cette maison, les occupants sont enrhumés tout l’hiver ...

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