Enveloppe du bâtiment

L’enveloppe du bâtiment doit transformer les agressions extérieures en confort pour ses occupants. Cependant, les transferts de chaleur à travers le bâtiment représentent souvent la plus grande perte d’énergie pour celui-ci (développé dans le chapitre 2). Les besoins en chauffage et en climatisation seront plus ou moins importants selon les propriétés de l’enveloppe (Boursas, 2013): plus elle est performante, moins il sera nécessaire d’avoir recours aux systèmes énergétiques pour tempérer le bâtiment, et plus la consommation d’énergie sera faible.

Le niveau d’isolation de tous les points de l’enveloppe doit être le même pour éviter les ponts thermiques (discontinuité dans la couche isolante), ces derniers pouvant compromettre les efforts investis dans l’isolation en causant d’importantes pertes thermiques. Une enveloppe performante se doit de garantir une étanchéité suffisante en limitant au maximum les infiltrations et exfiltrations d’air inopportunes. La figure 1.8 ci-dessous représente les pourcentages de déperdition de chaleur pour chaque composant de l’enveloppe.

4.1.7.1. Les ponts thermiques

Un pont thermique est une faiblesse dans l’enveloppe d’un bâtiment à travers laquelle les calories passeront en priorité. Les ponts thermiques se trouvent à différents endroits d’une enveloppe :

 Jonction entre 2 parois ;

 Jonction entre une paroi intérieure et une paroi donnant sur l’extérieur (mur de refend/terrasse, chape/balcon, chape/mur extérieur) ;

 Pourtour de baies vitrées, de portes ;

 Ouvertures techniques (prises électriques, serrures…).

Très présents dans les bâtiments isolés par l’intérieur, les ponts thermiques peuvent représenter jusqu’à 15% des déperditions totales des parois.

4.1.7.2. L’inertie thermique

L’inertie thermique est une grandeur qui caractérise le retard et l’amortissement que subit une onde thermique avant d’atteindre l’intérieur. L’inertie dépend de plusieurs paramètres à savoir : l’isolation thermique, les caractéristiques thermiques des matériaux de construction (conductivité thermique, chaleur spécifique, masse volumique).Une bonne inertie thermique est celle qui produit une ambiance thermique intérieure stable, non soumise aux variations des conditions extérieures.

Plus les murs sont épais et les matériaux lourds (béton, pierre, brique pleine, terre crue, etc.), plus l’inertie est grande, de ce fait, la construction se réchauffe et se refroidit lentement. Elle a deux caractéristiques :

La diffusivité thermique : correspond à la vitesse d’avancement d’un front de chaleur à travers

le matériau (unité : m²/h).

L’effusivité thermique : représente la capacité d’un matériau à absorber un flux de chaleur

instantané (unité : (W/°C m²) 4.1.7.3. Isolation thermique

Le rôle de l’isolation thermique est de s’opposer au passage des flux de chaleur qui tendent à traverser la paroi, de l’ambiance la plus chaude vers la plus froide. En saison froide, ce mouvement va de l’intérieur vers l’extérieur. En été, c’est l’inverse.

La résistance thermique (notée R en m².K/W), correspond à la capacité du matériau à ne pas

laisser passer la chaleur. Plus R est grand, plus le, matériau est performant. R est fonction de l’épaisseur (quand on double une épaisseur, on double R).

La conductivité thermique (notée λ : lambda en W/m.K), correspond à la quantité de chaleur

qui traverse le matériau. Plus λ est petit, plus le matériau est isolant. Pour un bon isolant, le coefficient λ doit être le plus faible possible, idéalement compris entre 0,04 et 0,03.

Figure 1.9 Isolation par intérieur et par extérieur Source ;https://www.ma-maison-container.fr/isolation/

4.1.7.4.Les différents types d’isolation

En réhabilitation, il est possible d’isoler un bâtiment soit à l’intérieur soit à l’extérieur de la structure porteuse figure 1.9. Impliquant bien souvent des modifications d’aspect de l’habitat,

L’isolation par l’extérieur se révèle être la solution la plus performante. Cette solution permet

de limiter les ponts thermiques et de bénéficier de l’inertie apportée par la masse des parois. Pour finir, aucune réfection des équipements intérieurs n’est nécessaire et les habitants peuvent continuer d’utiliser le bâtiment hors des travaux.

L’isolation par l’intérieur, quant à elle, est une alternative intéressante. En effet, bien qu’elle

puisse légèrement empiéter sur la périphérie des pièces, cette solution est rapide et facile à mettre en œuvre.

4.1.7.5. Les différents matériaux isolants, 4 grandes familles

• Les isolants synthétiques qui sont produits par l’industrie du pétrole, le plus souvent à partir d’un ou plusieurs dérivés du processus de raffinage : polystyrène expansé ou extrudé, polyuréthane…

• Les isolants d’origine minérale sont issus de matières premières minérales (silice, argile, roches volcaniques…) : laines de roche et de verre, verre cellulaire, perlite, vermiculite, argile expansé…

• Les isolants d’origine végétale sont les plus couramment employés en construction écologique : laine et fibre de bois, laine de chanvre, de coton, de coco, de lin, ouate de cellulose, liège, bottes de paille…

• Les isolants d’origine animale : laine de mouton, plumes de canard… 4.1.7.6. Les façades ventilées

La ventilation des façades double-peau (façade ventilée) figure 1.10 peut s’effectuer de manière mécanique (à l’aide de ventilateurs), de manière naturelle (en utilisant le tirage thermique et l’effet du vent) ainsi que de manière hybride (en utilisant une combinaison contrôlée des deux modes précédents). La ventilation naturelle est la plus difficile à contrôler car son efficacité dépend des conditions extérieures : direction et vitesse du vent, et ensoleillement. Le tirage thermique (ou effet cheminée) permet à l’air qui s’est échauffé de sortir par le haut de la cavité créant ainsi une circulation verticale. Les façades double-peau étant principalement intégrées sur des immeubles de bureaux, la ventilation naturelle est généralement assistée d’une ventilation mécanique afin de garantir les performances de la façade dans le temps.