Influence de l’isolant :

Economiser l’énergie c’est obtenir le même confort en utilisant moins d’énergie. Le rôle de l’isolation thermique est de préserver le confort en réduisant les échanges thermiques avec l’ambiance extérieure.254 Afin d’accroitre la résistance thermique d’une paroi, on utilise des isolants thermiques dont le principe est d’emprisonner l’air dans les alvéoles les plus petites possibles pour réduire les mouvements de convection et les transferts par conduction.255 La super isolation demande des coefficients de résistance thermique de l’ordre de 7m²°C/W pour les murs et de 10m²°C/W pour la toiture.256

Les recommandations et réglementations thermiques préconisent une isolation thermique renforcée des parois opaques des bâtiments. Mais d’après Sambou (2008), une forte isolation, si elle limite la consommation d'hiver liée au chauffage, induit de fortes surchauffes en été. Afin de lutter contre ce phénomène, diverses méthodes sont possibles, comme la sur ventilation nocturne, les méthodes architecturales, ou l'inertie thermique. Selon Flory-Celini (2008), les surchauffes en périodes chaudes peuvent être réduites par l’amélioration de l’inertie du bâtiment.

D’autre part, on sait que pour une paroi, augmenter l’isolation thermique accroît sa résistance thermique et diminue, par conséquent, les déperditions et les gains, donc diminue la consommation d’énergie.

VI.5.2.1 L’emplacement de l’isolant :

L’emplacement idéal de l’isolant dans la paroi est celui du coté externe de la masse thermique selon les résultats de plusieurs chercheurs comme Givono (1978), S.J Axford257

(1983) Eben Salah(1989), Al-Mofeez (1993)258, Kossecka et al (2002), Medjelekh et al (2006), Ozel et al (2007), Fezzioui et al.(2008), Sambou (2008), Guechchati et al. (2010) et Gallauziaux

254 Liébard A. & De Herde H. « Traité d’architecture et d’urbanisme bioclimatiques. Concevoir, édifier et

aménager avec le développement durable » Ed. Le Moniteur, France 2005. p 84

255 Mémento techniques du bâtiment « Le confort thermique », Ministère de l’équipement, des transports, du

logement, du tourisme et de la mer. CETE Lyon, Juillet 2003

256Watson D. & Camous R. « Op.Cit 3» page108.

257Axford.S.J. 1983. In AL-MOFEEZ. A. I. «Field test results of interior VS exterior insulation of thermal mass

in extremely hot-arid climates. » Rapport d’étude, Saudi Arabia King Faisal University Department of Architecture,

1993.

258 Al-Mofeez A. I. « Field test results of interior VS exterior insulation of thermal mass in extremely hot-arid

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et al. (2010) qui suggèrent que l’application de l’isolation sur la face externe de l’enveloppe donne une faible oscillation de la température intérieure (cf. Chapitre III) et améliore le confort intérieur grâce à l’inertie thermique. Cependant, la recherche des caractéristiques de l’isolant avec l’épaisseur optimale a été évaluée en testant l’effet et l’épaisseur de l’isolant sur sa performance thermique.

VI.5.2.2 Le choix de l’isolant :

D’après Al- Khawaja et al. (2004) : afin de réduire efficacement le flux de chaleur, les matériaux d'isolation adéquate devraient être choisis en tenant compte de l'objectif assigné : la préservation de l'environnement, la facilité de manipulation et d'installation ainsi que le coût. Ce dernier est un facteur important qui va modifier toute décision dans le choix des isolants. Papadopoulos (2005)259 affirme que les matériaux d'isolation doivent améliorer leur performance, mais ils doivent être aussi adaptatifs, saints et non coûteux.

Les résultats des chercheurs comme Mohsen et al (2001), Daouas et al.(2010) montrent que le cas le plus rentable économiquement pour réaliser des économies d’énergie est l’utilisation du polystyrène expansé pour l'isolation. Yu et al. (2009) ont prouvé que le polystyrène expansé est le matériau isolant le plus économique de par la basse période de récupération et sa haute durée de cycle de vie. Alors que Al- Khawaja et al (2004), ont suggéré que le polystyrène extrudé donne le meilleur rendement avec un coût moindre dans les pays chauds. Quant à Al-Homoud M.S. (2005), il considère que le polyuréthane a la meilleure valeur de la résistance thermique par rapport aux autres isolants et de ce fait c’est le plus performant. D’autres chercheurs comme Jean-Pierre Oliva (2005)260 apporte un éclairage sur le choix technique des isolants. Il expose en détail les caractéristiques hygrothermiques de chaque isolant, et donne même leur impact sur l’environnement et sur la santé de l’être humain. Dans notre cas, notre choix a porté surun isolant minéral « la laine de verre » et deux isolants synthétiques « le polystyrène expansé » et « le polyuréthane » pour réaliser les différentes simulations de par leur disponibilité et leur faible coût (cf. Tab. VI.7). L’isolant est placé sur la face externe de l’enveloppe afin de vérifier l’effet de l’isolation du bâtiment sur la température intérieure des

259Papadopoulos A.M. « State of the art in thermal insulation materials and aims for future developments»,

Energy and Buildings 37, 2005, pp: 255-265.

260Oliva J. P. ( 2005) In Medjelekh D. « Impact de l’inertie thermique sur le confort hygrothermique et la

consommation énergétique du bâtiment. Cas de l’habitat de l’époque coloniale à Guelma », Mémoire de magister.

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différents espaces. Le but est d'exploiter au maximum les variations de la température extérieure, en jouant sur le déphasage entre celle-ci et la température intérieure et son impact sur les charges de refroidissement par le biais d’un procédé actif.

Tab. VI. 7 : Caractéristiques des isolants proposés pour la simulation.

Source : DTR / bibliothèque de Tas program.

Type Matériaux λ (W/m.°C)

Isolant minéral Laine de verre 0.035 Mousses

synthétiques

Polystyrène expansé 0.046

Polyuréthane 0.026

VI.5.2.3 L’épaisseur de l’isolant :

L'optimisation de l'épaisseur de l'isolant sur les charges de refroidissement est plus appropriée pour l’économie d'énergie dans les zones chaudes selon les résultats de bon nombre de chercheurs tel que Al- Khawaja et al (2004), Al-Sanea et al. (2005), Bolattürk et al.(2008), Fezzioui et al.(2008) et Aktacir et al.(2010).

L’épaisseur recommandée de l’isolation, pour des raisons économiques, est entre 5 et 10cm puisque la température intérieure reste peu sensible à partir de ces valeurs. Confirmant les résultats des chercheurs Eben Salah (1989), Nezzar et al. (1999), Comakli et al. (2003), Medjelekh et al. (2006) ainsi que Daouas et al. (2010). L’évaluation de l’effet de l’épaisseur de l’isolant sur la température ambiante a été établie par une comparaison entre trois épaisseurs différentes 5cm, 7cm et 10cm (cf. Fig. VI.24). On constate notamment que les courbes des trois épaisseurs sont confondues, ce qui démontre que l’épaisseur de l’isolant n’a un grand impact sur son efficacité.

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Fig. VI. 24 : Influence de l’épaisseur de l’isolant (polystyrène) sur la température intérieure à l’étage intermédiaire du 10 au 16 juillet 2010. (Source: Auteur 2011)

Avec l’association du double vitrage à l’isolation de l’enveloppe extérieure, l’épaisseur de l’isolant entre 5cm et 7-10cm est marquée par la baisse en moyenne de 0.5°c dans la température intérieure des deux chambres alors que le séjour bénéficie de 1°C, ceci s’explique par l’influence des gains thermiques par rayonnement solaire absorbé par la véranda et atténués par le double vitrage de la véranda (cf. Fig. VI.25).

Fig. VI. 25 : Influence de l’épaisseur de l’isolant (polystyrène) associé à l’utilisation du double vitrage sur la température intérieure à l’étage intermédiaire du 10 au 16 juillet 2010.

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VI.5.3 Evaluation des performances thermiques de l’enveloppe après isolation :