L'enveloppe du bâtiment et les systèmes usuels et innovants de l'isolation thermique.

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Liste des matières

Liste des figures

Liste des tableaux

Liste des acronymes ...

Liste des matières

... XI

CHAPITRÆ INTRODUCTIF ..

Introduction générale ...oi

Problématique...o2.

Hypoth`eses...Ù3 0bjectifis...Û3 Méthodologie de la recherche ...o4 Structure de la recherche ... 04

CHAPITRE 01 : L' ENVELOPPE DU BATIMENT

I lntroduction ...06

11. Déf iinition

1.2„ Les fionctions de l'enveloppe ...

1.2.1. Revêtement intérieu 1.2.2. Structue

1.2.3 . Pare-air

1.2.4. Isolation themique

1.2.5. Parement extérieu ...

1.3. Typologie des enveloppes ... „ ... 1.3 .1. L'enveloppe verticale (façades)

1.3 .1.1. Façades non porteuses

1.3 .1.2. Façades porteuses

1.3.2. L'enveloppe horizontale (toitue)

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1.3 .2.1. Les toitures plates

1.3.2.2. Les toitures inclinées

i.4. Les éléments rattachés

1.4.1. Les revêtements des murs extérieus

1 .4.1 .1 . Les briquettes de pavement

1.4.1.2. Le bardage

1.4.1.3 . Les enduits de façade..

1.4.1.4. Les peintures, lasues et lasues béton

1.4.1.5. Les pierre agrafées 1.4.1.6. Les vêtages et vêtures

1.4.1.7. Les vitrages extérieues collées (VEC) et les vitrages extérieues attaches (VEA). . .15

1.4.2 Les revêtements d'étamchéité 1.4.2.1. Matériaux a base de bitume

1.4.2.2. Matériaux a base de hauts polymères

1.4.2.3. Matériaux pou écran pare-vapeu

Conclusion

CHAPITRE 02 .. L'ISOLATION THERMIQUE

2 Introduction

21. Déf lnition

2.2,. Les principaux critères hygrothermiques

2.2.1 Les caractéristiques principales de l'isolation thermique 2.2.1.1 La conductivité themique

2.2.1.2 La résistance themique

2.2.1.3 Le coefficient de transmission themique

2.2.2. Les modes de Transfert de chaleu à raves les parois

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CHAPITRE 03 .. LES SYSTEMES USUELS ET INNOVÆNTS

D'ISOLATION THERMIQUE

3. Introduction

3|. Systèmes d'isolœtion therrique pa[r l'extérieur(ITE) ...3i

3 .1.1. Pameaux d'isolation recouverts d'un enduit (ou enduit isolant)

3 .1.2. L'isolation protégée par un bardage

3 .1.3 . Parement en maçomerie protégeant des panneatK d'isolation

3.2„ Systèmes d'isolœtion thermlque pa[r l'intérieur (ITE) ...33

3.2.1 .Système a panneaux isolants collés

3.2.2 .Système a structure ...

3.2.3 .Système d'isolation projetée

3.2.4. Système avec contre-cloison maçonnée

3.3. Systèmes constructü d'isolation therntique répurtie ... „ ...36

3.3.1 Mono mu en terre cuite 3.3.2 Mono mu en béton cellulaire

3A. Syst`emes înnovoints d'isolation therriqw

3.4.1 Panneau d'isolation sous vide (PIV)

3.4.2 Les aérogels

Conclusion

CHAPITRE 04 : CADRES THECHNIQUES ET REGLEMENTAIRES

D'ISOLATION THERMIQUE

4 Introduction

4.1La réglementation thermique

4.1.1 Les outils de la réglementation themique 4.1.2 La règlementation themique en France 4.1.3 La règlementation Algérienne

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4.2. Les notions conceptuelles ...

4.2.1. La fome et la compacité

4.2.2. L' ensoleillement 4.2.3. L'orientation

4.2.4. Les matériaux de construction 4.2.5. Fenêtres, surfaces vitrées et portes

4.2.6. La protection solaire

4.2.7. La ventilation naturelle

4.3. Les données techniques

4.3 .1. L'isolation performante

4.3.2. L'isolation des murs 4.3.3. L'isolation des plamchers

4.3.4. L'épaisseu des isolants

4.3.5. L'étanchéité à l'air

4.3.6. La ventilation mécanique contrôlée 4.3.7. L' intégration des énergies renouvelables

Conclusion

CHApiTRE 05 .. CADRÆS THECHNiQUES ET RÆGLEMENTAmÆS Du

CONFOR[T THERMIQUE

5.Introduction

5.1 Simula[tlon de bâtiment multizones avec TRNsys

5.1.1 Simulation

5.1.2 Présentation de logiciel TRNsys 5.1.3 Application de TRNsys

5.1.4 Les avantages de TRNsys

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5.2. Description de la simulation sous logiciel TRNsys ... 54

5 .2.1. Définition des entres input

5.2.2. Définition de bâtiment dams le TRNBuild. .

5.2.3. Définition des sorties

5.3. cas d'étude

5.3.1 Paramètres du bâtiment (cas d'étude)

5.3 .1.1 coordonnés géographiques et zone climatique 5.3 .1.2 Plan général du bâtiment

5.3.1.3 Dimension et zonage du bâtiment

5.3.1.4 Détails des parois de l'enveloppe du bâtiment étudié 5.3.2. Changement de paramètre

5.3.2.1 L'effet du matériau 5.3.2.2 L'effet de L'isolant

5.3.2.3 L'effet de 1'emplacement de l'isolant

5.3.2.4 L'effet du vitrage ...

Conclusion

... 62 Conclusion générale ... 65

Bibliographie

Les annexes

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Liste des figures

Titre de figure

Pa8e

Chapitre : 0 1

Figu rel : Mu-rideau et mur-panneau : principe constructif 09

Figures2 : de gauche à droite : Détail toiture isolée, Dé[ail toiture non isolée, Détail toiture inversée. 11

Figure 3 : Toiture em pameaux sandwich 12

Figure 4 : Toiture végétale 13

Figure 5 : Principe d'un doublage extérieur en briques 13 Figue 6 : Vêture posée siir des profi]és supports ₁₅ Figure7 : de droite à gauche : Principe de VEA. Principe de VEC ₁₅

Chapitre : 02

FigurÆ: de gauche à droit, la conduction - 1a convection - le rayonnement ₁₉ Figure9 : l'isolation des murs par l'extérieur ₂₀ FÉgtirclo : l'isolation des murs par l'intérieu ₂₁

Figur€l l : l'isolation répartie des murs ₂₁

Figurel2 : De haut au bas et de gauche à droit, l'isolation des planchers, des combles habituels, des

22

combles

Fîgur€13 : Schéma d'un pont themique ₂₃ Figurel4 : pont themique Linéaire, pont thermique ponctuel ₂₄ Photol5: de gauche à droit, la cellulose -le liège expansé -le chanvre 25

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Liste des figues

Photo 16: de gauche à droit, Ie lin -le bois-La laine de mouton-la plume de canard ₂₆ Photo 17 : de gauche à drori, laine de verre - laine de roche-1.a vemiculite-la perlrie ₂₇ Photo 18: de gauche à droit, 1e polystyrène expansé- 1e polystyrène extrudé- 1e polyuréthane 28

Chapitre : 03

Figür€19 : Les déférerfts systèmes d'isolation par l'ex±érieur. ₃₂ Figure 20 : les systèmes d'isolatjon par l'intérieür ₃₅ Figure21 : De gauche à droit, Mono-mur en terre cuite, Monc+mur en bétûn cellulaire 36

Fjgi]r€ 22: constitution schématique d'un PVI ₃₈

Figure 23: Aérogel de silice ₃₈

Chapitre : 05

Figum 24: Coordonnées du sit€ avec les propriétés et paramètres de calcul 54

Figure25 : Définition des sorties « outputs » 55 Figure26 : Evolution annuelle de la consommation en chauffage et en clÉmatisation 55

Figur€27 : plan de maison {cas de base} 56

Figure 28 Schéma Mur extérieur 57

Figt]r€£9 : Schéma Mur lntérieur 57

Figure30: Schéma de toiture 58

Figure31: Schéma de plancher bas 58

Figur€ 32 : Besoins énergétique annuelles en changement de matériaux de l tenve]oppe ₅₉ Figure 33 : Besoins énergétique annuelles en changement de l'isolation ₆₀

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Liste des figues

Figure 34 : Besoins énergétique annuelles en changement de l 'emplacement de I'iso]ant

61

Figur.€ 35 : Besojns énergétique annueJJes en chamgeme]]t de type de vjtrage 62

Amexe :

Figure 36 : Fenêtre d'inscription de nouveau projet Figui.e 37 : détemination de nombre des zones Figure 38 : détermination de dimensions de la zone

Figure 39 : détemination d'orientation, de surface vitrée et des conditions météoiülogiques Figur€ 40 : inscription de projet sLir TRNsys

Figure 41 : détemination des caractéristiques d'enveloppe étudiée Figure 42 : consommation annuelle en climatisation et en chauffage Figür€ 43 : output consommation annuelle en climatisation et m chauffage

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Liste des tableaux

Tableau

Page

Chapitre : 02

Tableau 1 : les avantages et inconvénients de l'isolation par l'extérieur 20

Tableau 2 : les avantages et inconvénients de l'isolation par l'intérieur 21

Tableau 3 : les avantages et inconvénients de 1'isolation répartie 21

Tableau 4 : les avantages et inconvénients de l'isolation des planchers ₂₂

Chapitre : 04

Tableau 6 : Coefficient d'absorption de la chaleur de différents matériaux et couleurs 47

Chapitre : 05

Tableau7: Matériaux constituant du mur extérieur 57 Tableau 8 : Matériaux constituant du mur intérieur 57 Tableau 9: Matériaux constituant la toiture 58 Tableau 10: Matériaux constituant la toiture 58 Tableau 11 : Besoins énergétique annuelles en changement de matériaux de l'enveloppe ₅₉ Tableau 12 : Besoins énergétique annuelles en changement de l'isolation ₆₀ Tableau 13 : Besoins énergétique annuelles en changement de l'emplacement de l'isolant ₆₁ Tableau 14 : Besoins énergétique annuelles en changement de type de vitrage. ₆₂

Amexe

Tableau 15 : Précipitation annuelle en mm (station de Beni Haroun) Tableau 16 : Précipitation annuelle en mm (station de Hamala)

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Liste des acronymes

List€ d€s acronymes :

Abréviations

AEE

l'Agence pour les Economies d'Energie

APP Bitume modifié au Po]ypropy]ène atactique

Bbiomax Besoins bioclimariques du bâti

CSTB Cemtre Scientifique et Technique du BâtimŒt

DTR

Document technique réglementaire EAC Enduit d'application à chaud

EIF

Enduits d'imprégnation à ffoid

HQE

Haute qualité enviromementale

ITE

Isolation par l'extérieure

ITI

Isolation par l ' intérieu

PVC Polymère Du Chlorme De Vinyle

RPE

les revêtements plastiques Épais

RT

Régl ementation thermique

SBS Bitume élastomère

TRNsys TRaNsient SYstems Simulation Program

VEA

vitrage extérieur attaché

VEC vitrage extérieur collé

Nomenclatue

À _{La conductivité themique w/m Oc}

R

_{La résistance thermique m20c/w}

UouK _{Le coefficient de transmission} Whrr2;DC

Rt

_{La résistance thermique totale} rrr2;oC/W

U8

_{Le coefficient surfæique}

_wlï"2,Oc,

e _L'épaisseur m

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_{La masse volumique} Kg/m3

TO La température OC

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Le coefficient linéique W/m.K

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Liste des acronymes

Unités utilisées par le logicjel TRNSYS

Temps En heure (h}

Longueur En mètre (m) Surface En mètre cané (m2}

Volume En mètre cube (m3)

Masse En Kilo gramme (Kg )

Température

En degré Celsius {°C)

Conductivitéthermique En Kilo joule par heue mètre degré Celsius (Kj m m°C) La densité Œ£g / m3)

1 1 I I I I I 1 1 I I I I I I 1 1

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Chapitre introductif

Introduction

L'efficacité énergétique des bâtiments, sujet d'actualité, et d'importance primordiale de la conception soigneuse pom l'enveloppe d'un bâtiment, car cette demière fait sentir ses effets

su les performances énergétiques du bâtiment pendamt toute sa duée de vie.

C'est du moins le constat que pose l'architecte Guylaine Desmarais, tï Ce gw 'o# o6serve

souvent chez les profiessiomels, c'est soit qu'ils f;assent un bâtiment vert, soit qu'ils f;assent

une enveloppe perf iormante, comme s 'il s 'agissait de deux objectif is inconciliables »,

.T"üq"e-LeHLe. « 11 n'est pas rare de voir, dans des projets de construction durable, le design

architectural et les technologies particulières prendre le pas sur la perfiormance de

l,e"eloppe. »

L'enveloppe est l'interface entre m espace qui doit satisfaire aux besoins de confort et de

protection de ses occupants, et un environnement qui présente de l'inconfort et des risques.

Elle est de ce fait, somise à de multiples actions et la pérennité de ses perfomances doit être assuée par l'isolation thermique qui est une seconde peau pou les bâtiments, à l'image du vêtement pou l'homme.

L'isolation est ui moyen essentiel pou obtenir un niveau de confort satisfaisant dans le

bâtiment. 11 ne s'agit pas seulement de poser un maKimum de plaques d'isolants : il faut penser le projet pou qu'il soit efficace. En outre il faut prendre en compte la réglementation

themique et firire réaliser un bilan themique.

Dams ce contexte, cette étude s'intéressera aux performances themiques des matériaux et des techniques usuelles et innovamtes d' isolation des constructions.

Etudier la nature des matériaux et des méthodes de pose, pou arriver au choix des meilleus techniques d'isolation de l'enveloppe du bâtiment, quand certains matériaux natuels encore mal comus ou des vieilles recettes traditiomelles à base de matériau locaux

adaptés a l'environnement climatique et économique, qui peuvent entra^iner une diminution des dépenses énergétiques des bâtiments, par une meilleue qualité d'isolation, contribuant à la protection de l'enviromement tout en assuramt le confort thermique souhaité des occupants.

En second temps, sera l'occasion de valoriser le rôle central de la conception architectuale peu consommatrice d'énergie, intégrer la conceftation avec l'ensemble des spécialistes, et développer une méthodologie choisie pou l'étude des besoins énergétiques ainsi que la pertinence de choix de l'outil de simulation.

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Chapitre intro ductLf

Prob]ématique

À l'échelle planétaire, le secteu du bâtiment représente 30 à 40% de la consommation totale d'énergie, et une forte part des impacts enviromementatK d'origine anthropique. De ce

fait, il présente m fort potentiel d'amélioration à la fois su les plans énergétiques et enviromementaux.

En Algérie la plupart des constructions ne répondent pas aux exigences de confort en général et thermique en particulier. Ce constat est renforcé par le non prise en charge des besoins themiques dams la conception de départ, l'absence d'me réglementation spécifique, le manque de savoir-fàire et une méconnaissance du sujet par les maîtres d'ouvrage.

La limitation des consommations énergétiques des bâtiments repose su deux principes :

/ Consommer moins avec :

•S. Une enveloppe perfomante (en jouant su l'isolation des murs, des planchers et de

la toiture, sur les caractéristiques)

•S. Une conception bioclimatique ®rofiter des apports solaires, se protéger des intempéries, ventiler, etc.)

•:. Une orientation des fenêtres, et surtout en assurant l'inertie et l'étanchéité à l'air du bâti.

/ Consommer mieux avec :

•:. la mise en œuvre de systèmes techniques adaptés, régulés, pérennes et

efficaces pou la ventilation et le chauffage.

•:. L'intégration des énergies renouvelables peut alors être une réponse pou

minimiser les pertes de chaleu et assurer le confort optimal.

La maitrise de la notion d'efficacité énergétique du bâtiment généralement et de l'enveloppe spécifiquement, exige de présenter l'ensemble des techniques, méthodes ainsi que les solutions et les pistes de réflexion qui s'intéressent à cette problématique. Ces solutions doivent être adaptées au climat local et aux techniques qui n'exigent pas une énergie pour leur fonctionnement et sans bousculer les habitudes constructives.

A l'issue de cette problématique, les questionnements auxquels cette étude tentera de trouver des réponses, sont les suivants :

> Quelle démarche doü4)n mettre en place pour aboutir à une améliorœiion

énergétique du b@timent et en particulier à une bonne isolœtion thermique ?

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cE±±Ë±:]Ptroduct,f _. __ __ .... _., ._

> Quelles soni les parœmètres essentiels pour le choix du mœtériau d''isolœtion le plus perfiormant et les méthodes de sa mise en œuvre ?

> Quelles sorii les enje" de la conception architecturale, qui permettent l'intégrœtion harmonieuse de l'enveloppe des bâtiments, awc différentes condüions climatiques,

tout en oBsurQmt leurs perf;ormances énergétiques ?

Hypothéses

Pou répondre à ces questions,nous posons les hypothèses suivantes :

•:. Une conception econome d'energie s'appuyamt su une implamtation reflechie, une

orientation optimale, un choix pertinent des materia", une isolation performante qui

permet de se proteger du fioid, de capter la chaleu, de la stocker,de la distribuer et de

se proteger des suchauffes.

•:. Le choix réfléchi des opérations et des matéria" de construction pou 1' amélioration des performances énergétiques du bâtiment en tenant compte du coût enviromemental.

•S. L'interpretation de la modélisation la plus proche possible des bâtiments avec m logiciel de simulation thermique.

Objectif

L'objectif principal de cette recherche consiste à améliorer le comportement themique de l'enveloppe du bâtiment par la réduction des pertes themiques et des apports solaires, ainsi que l'accroissement du rendement énergétique, a travers :

«:. La maitrise de l'ensemble des techniques d'isolation de l'enveloppe du bâtiment afin de limiter les déperditions thermiques .

«:» Le meilleu choix des matéria" de construction utiles en fonction des caractéristuques

thermiques du point de vue économique.

•:. La modélisation des bâtiments avec un logiciel de simulation themique.

•S. L' analyse du niveau de la perforinance énergétique d'm projet construit pou

déteminer les potentielles consommations d'energie du fiitur batiment, selon les matériaux et les systémes d'isolation choisis.

«:. L'obtention des bons choix de conception, afin de répondre aux besoins en matière d' isolation thermique.

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Chapitre intro ductif

Méthodologie de la recherche

Ce travail se présentera sous fome d'une approche théorique, expliquant les concepts

clés et une autre expérimentale, basée su deux outils de recherche :

1. Les instruments reglementaires et techniques concemamt l'isolation thermique 2. la simulation themique par un logiciel.

En premier lieu en donnant une dicription du theme qui se compose de trois volets :

> Eveloppe du batiment > L'isolation themique

> Systémes isuels et innovantes d'isolation

En deusieme lieu nous présentons les instrments utilisés pou favoriser la mise en

application des nomes réglementaires ainsi que les bomes pratiques de la conception

architectuale visant à l' amélioration de la perfemamce energétique de l'enveloppe.

Une méthodologie axée su les méthodes numériques par la simulation themique dynamique

à l'aide du logiciel TRNSYS (version 16.1). Cette simulation se limitera à quantifier les

besoins énergétiques et thermiques d'm bâtiment résidentiel, conditiomé par des domées

météorologiques, avec une variation des paramètres tel que le matériau et l'isolant, donneront l'emplacement recommamdé et le type de vitrage à utiliser dans les bâtiments.

La synthèse et le diagnostic des résultats obtenus par le logiciel, à partir desquels nous faisons ressortir à chaque fois les paramètres des cas optimaux qui seront regroupés pour

fomer le cas optimisé.

Structure de ]a recherche

Selon la méthodologie exposée, la recherche se composera d'un chapitre introductif, abordant la problématique de recherche, les hypothèses, et les objectifs du support théorique, opérationnelle et de la conclusion.

Le support théorique consiste à la compréhension des différents concepts et notions clés liés à notre thème de recherche, découle d'une recherche bibliographique divisée en trois chapitres :

•:. Le premier chapitre : Nous traiterons les différentes comaissamces su l'enveloppe du

bâtiment, ses fonctions ses typologies ainsi que ses différentes composantes et les matériaux de construction des façades et des toitures.

•:. Le deuxième chapitre :

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Cpapiù:ç tndoductlf .._. _

Nous présenterons des notions de base complétées mais cette fois-ci, sur l'isolation

therrique en commençamt par les problèmes liés à l'isolation themique, puis on

exposera les différents matériaux d' isolation selon ses natures et ses caractéristiques

«? Le troisième chapitre :

Nous expliqœrons quelques systèmes d'isolation, leurs détails techniques et leurs mises

en œuvre.

lÊ. Le quatrième chapitre :

Nous nous baserons su les normes réglementaires d'm pays développé (nous avons chois la France) et l'application de ces nomes dans notre pays, dans le but de favoriser la

mise en "lication de la réglementation thermique dans m cadre de changement

d'expérience dans le domaine énergétique. Ainsi les démarches techniques et concçptuelles favoriseront les économies d'énergies recherchées tout en bénéficiant d'une

enveloppe très agréable.

¢» Le cinquième chapitre :

Ce dernier chapitre, fera l'objet de la simulation thermique par le logiciel TRNSYS en

changeamt les paramètres d'étude et l' interprétation des résultats obtenus.

Enfin la conclusion sera sous forine de recommandations pour la mise en application des aspects ayant ui impact direct sur le comportement énergétique de l'enveloppe des

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Ch apitre introdu ctif

Introduction

L'efficacité énergétique des bâtiments, sujet d'actualité, et d'importance primordiale de la conception soigneuse pou l'enveloppe d'un bâtiment, car cette demière fait sentir ses effets su les performances énergétiques du bâtiment pendant toute sa duée de vie.

C'est du moins le constat que pose 1'architecte Guylaine Desmarais, tt Ce gw 'o# o6sewe

souvent chez les profiessiomels, c'est soit qu'ils fiassent un bâtiment vert, soit qu'ils fiassent

une erweloppe perf iormante, comme s'il s'agissait de de" objectif t inconciliables »,

ï"üqMe-treHLe. « 11 n'est pas rare de voir, dans des projets de construction durable, le design

architectural et les technologies particulières prendre le pas sur la perf;ormance de l'emeloppe. »

L'enveloppe est l'interface entre un espace qui doit satisfaire aux besoins de confort et de protection de ses occupants, et un environnement qui présente de l'inconfort et des risques. Elle est de ce fait, soumise à de multiples actions et la pérennité de ses performances doit être assuée par 1'isolation thermique qui est une seconde peau pour les bâtiments, à l'image du

vêtement pou l 'homme.

L'isolation est un moyen essentiel pou obtenir un niveau de confort satisfaisant dans le bâtiment. 11 ne s'agit pas seulement de poser un maximum de plaques d'isolants : il faut penser le projet pour qu'il soit efficace. En outre il faut prendre en compte la réglementation thermique et faire réaliser un bilan themique.

Dans ce contexte, cette étude s'intéressera aux perfomances thermiques des matériaux et des techniques usuelles et innovantes d'isolation des constructions.

Etudier la nature des matériaux et des méthodes de pose, pou aniver au choix des meilleus techniques d'isolation de l'enveloppe du bâtiment, quand certains matériaux naturels encore mal connus ou des vieilles recettes traditionnelles à base de matériaux locaux adaptés a l'environnement climatique et économique, qui peuvent entraîner une diminution des dépenses énergétiques des bâtiments, par une meilleure qualité d'isolation, contribuant à la protection de l'environnement tout en assurant le confort themique souhaité des occupants.

En second temps, sera l'occasion de valoriser le rôle central de la conception architectuale peu consommatrice d'énergie, intégrer la concertation avec l'ensemble des spécialistes, et développer une méthodologie choisie pou l'étude des besoins énergétiques

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Ch c[pine irtn.oductÉf_

Problématique

À l'échelle planétaire, le secteur du bâtiment représente 30 à 40% de la consommation totale d'énergie, et une forte part des impacts enviromementaux d'origine anthropique. De ce fait, il présente un fort potentiel d'amélioration à la fois sur les plans énergétiques et

enviromementaux.

En Algérie la plupart des constructions ne répondent pas aux exigences de confort en général et thermique en particulier. Ce constat est renforcé par le non prise en charge des besoins themiques dans la conception de départ, l'absence d'une réglementation spécifique, le manque de savoir-faire et une méconnaissance du sujet par les maîtres d'ouvrage.

La limitation des consommations énergétiques des bâtiments repose sur deux

principes :

/ Consommer moins avec :

•:. Une enveloppe performante (enjouant su l'isolation des murs, des planchers et de la toiture, su les caractéristiques)

•:. Une conception bioclimatique (profiter des apports solaires, se protéger des intempéries, ventiler, etc. )

•:. Une orientation des fenêtres, et surtout en assurant l'inertie et l'étanchéité à l'air du bâti.

/ Consommer mieux avec :

•:. la mise en œuvre de systèmes techniques adaptés, régulés, pérennes et efficaces pour la ventilation et le chauffage.

•:. L'intégration des énergies renouvelables peut alors être une réponse pour minimiser les pertes de chaleu et assurer le confort optimal.

La maitrise de la notion d'efficacité énergétique du bâtiment généralement et de l'enveloppe spécifiquement, exige de présenter l'ensemble des techniques, méthodes ainsi que les solutions et les pistes de réflexion qui s'intéressent à cette problématique. Ces solutions doivent être adaptées

au climat local et aux techniques qui n'exigent pas ume énergie pou leu fonctionnement et sans

bousculer les habitudes constructives.

A l'issue de cette problématique, les questiomements auxquels cette étude tentera de trouver des réponses, sont les suivants :

> Quelle démarche doit-on meüre en place pour abouiir à une a[méliomtion énergétique du b@tii'nent et en particulier à une bon:ne isolcïtion therrique ?

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> Quelles sont les paramètres esserïtiels pour le choix du ma[téria[u d"isolo[tion le plus

perfiormoint et les méthodes de sa mise en œuvre ?

> Quelles sorïi les enjeux de la conception architecturale, qui permment l'intégmtion harmorieuse de l'emeloppe des bâtimenË, onLx dif jf érentes conditions climutiques, tout en assurant leurs perf:ori'imnces énergétiques ?

Hypothéses

Pou répondre à ces questions,nous posons les hypothèses suivantes :

<. Une conception econome d'energie s'appuyant su une implantation reflechie, me orientation optimale, un choix pertinent des materiaux, une isolation performante qui permet de se proteger du ffoid, de capter la chaleu, de la stocker,de la distribuer et de se proteger des suchauffes.

<. Le choix réfléchi des opérations et des matériaux de construction pour 1' amélioration des performances énergétiques du bâtiment en tenant compte du coût enviromemental.

•:. L'interpretation de la modélisation la plus proche possible des bâtiments avec m logiciel de simulation thermique.

Objectif

L'objectif principal de cette recherche consiste à améliorer le comportement thermique de l'enveloppe du bâtiment par la réduction des pertes themiques et des apports solaires, ainsi que l'accroissement du rendement énergétique, a travers :

<. La maitrise de l'ensemble des techniques d'isolation de l'enveloppe du bâtiment afin de limiter les déperditions thermiques .

•:. Le meilleu choix des matériaux de construction utiles en fonction des caractéristuques themiques du point de vue économique.

•:. La modélisation des bâtiments avec un logiciel de simulation themique.

•:. L' analyse du niveau de la perfomance énergétique d'un projet construit pou

déterminer les potentielles consommations d'energie du fütur batiment, selon les

matériaux et les systémes d'isolation choisis.

•:. L'obtention des bons choix de conception, afin de répondre aux besoins en matière d' isolation thermique.

Méthodologie de recherche

Ce travail se présentera sous forme d'me approche théorique, expliquant les concepts clés et une autre expérimentale, basée su deux outils de recherche :

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Tqp{qe, Lntroductif . `__ +_

1. Les instruments reglementaires et techniques concemant l'isolation themique

2. la simulation thermique par un logiciel.

En premier lieu en donnant une dicription du theme qui se compose de trois volets :

> Eveloppe du batiment > L'isolation themique

> Systémes isuels et imovantes d'isolation

En deusieme lieu nous présentons les instruments utilisés pou favoriser la mise en application des nomes réglementaires ainsi que les bomes pratiques de la conception architectuale visant à l'amélioration de la perfermance energétique de l'enveloppe.

Une méthodologie axée su les méthodes numériques par la simulation thermique dynamique à l'aide du logiciel TRNSYS (version 16.1). Cette simulation se limitera à quantifier les besoins énergétiques et themiques d'un bâtiment résidentiel, conditiomé par des domées météorologiques, avec une variation des paramètres tel que le matériau et l'isolant, domeront l'emplacement recoinmandé et le type de vitrage à utiliser dans les bâtiments.

La synthèse et le diagnostic des résultats obtenus par le logiciel, à partir desquels nous faisons ressortir à chaque fois les paramètres des cas optimaux qui seront regroupés pou fomer le cas optimisé.

Structure du mémoire

Selon la méthodologie exposée, la recherche se composera d'un chapitre introductif, abordant la problématique de recherche, les hypothèses, et les objectifs du support théorique, opérationnelle et de la conclusion.

Le support théorique consiste à la compréhension des différents concepts et notions clés liés à notre thème de recherche, découle d'une recherche bibliographique divisée en trois chapitres : •:. Le premier chapitre : Nous traiterons les différentes cormaissances su l'enveloppe du bâtiment, ses fonctions ses typologies ainsi que ses différentes composantes et les matériaux de construction des façades et des toitures.

•:. Le deuxième chapitre :

Nous présenterons des notions de base complétées mais cette fois-ci, su l'isolation thermique en commençant par les problèmes liés à l'isolation themique, puis on exposera les différents matériaux d'isolation selon ses natures et ses caractéristiques

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Chapitre ir["oductif <. Le troisième chapitre :

Nous expliquerons quelques systèmes d'isolation, leus détails techniques et leurs mises

en œuvre.

•:. Le quatrième chapitre :

Nous nous baserons sur les norines réglementaires d'un pays développé (nous avons chois la France) et l'application de ces nomes dans notre pays, dans le but de favoriser la

mise en application de la réglementation themique dans m cadre de changement

d'expérience dans le domaine énergétique. Ainsi les démarches techniques et conceptuelles favoriseront les économies d'énergies recherchées tout en bénéficiant d'une enveloppe très agréable.

•:. Le cinquième chapitre :

Ce demier chapitre, fera l'objet de la simulation themique par le logiciel TRNSYS en changeant les paramètres d' étude et l' interprétation des résultats obtenus.

Enfin la conclusion sera sous forme de recommandations pou la mise en application des aspects ayant un impact direct su le comportement énergétique de l'enveloppe des bâtiments.

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Chapitre 0 1 l'enveloppe du bâtiment

1Introduction

L'enveloppe d'un bâtiment définit la séparation entre l'intérieur et l'extérieu ; elle exprime l'apparence d'um ouwage et commumlque avec son env].mnement. L'évolution historique de l'enveloppe du bâtiment est par conséquent marquée par des caractéristiques, des propriétés, une matérialité et des significations culturelles, ses fonctions résident principalement dans la protection du bâtiment contre le vent, 1es intempéries et rayomement

solaire. Avec le renforcement des exigences de confort, 1'enveloppe assure en fait une autre

fonction plus complexe, celle de régulation du c]imat intérieu, en raïson de l'importance

accrue de la consommation énergétique des bâtiments. L

1.1 Définition

L'enveloppe du bâtiment : elle est définie, à l'article 2/7 de la directive n° 2010/31/UE du 19 mai 2010 comme « les éléments intégrés d'un bâtiment qui séparent son intérieur de

son environnement extérieu ».

Selon Pierre IHRANT l'enveloppe d'Lm bâtiment peut être me limite, Lme frontière

séparant des milieux différents. Mais cette définition est trop restrictive. L'enveloppe est en effet beaucoup plus que cela pour un bâtiment ; 11 peut être une interface une zone de liaison, un espace de tram5ition entre différents milieux. Cefte définition pour lui semble beaucoup plus adaptée et correspond mieux, donc l'enveloppe du bâtiment peut être considérée sous

différents aspects :

- Pour le thermicien, c'est une zone de transition entre une ambiance intérieure et un environnement extérieu.

-Pou l'architecte, c'est une surface de contact entre le bâtiment et l'ubanisme.

- Pour l'ingénieur, c'est le point de liaison entre des composants passifs et des systèmes actifs.

- Pou le chef de projet c'est l'objet su lequel il va coordonner les interventions de différents corps de métier, depuis le concepteur jusqu'aux ouvriers.

-Pou le législateu, c'est un des éléments caractéristiques du bâtiment pou lequel il cherchera à rapprocher le plus possible les technoloËes perfomantes disporibles et des

exigences réglementaires généralisables. Et pour l'occupant enfin, ces parois qui

\ Hegsær.M. et d[l. (20\ L), « Construction et énergie -Architecture et dévelop!pement durable ».lé[ éd. PP;\IR,

Suisse p82, 280p.

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Chapitre 01 l 'enveloppe du bâtiment

l'entouent sont des éléments de confort themïque et visue] et constituent m facteu

d'esthétique de son bâtiment.2

1.2 Les fonctions de I'enveloppe

Le rôle de l'enveloppe d'un bâtiment est d'assuer des conditions intérieures stmes, saines et confortables pour chaque utilisation, sachant que les conditions initiales peuvent parfois fortement changer. 3

11 est en tant qu'abris contre les intempéries ou les ennemis, ou en tant que protection des récoltes sont les raisons premières et majeurs de la construction, il faut considérer les bâtiments abritant des pièces, sont des événements essentiels de la civilisation humaine, en étroite relation avec les contraintes climatiques. 4

L'architecte et le paysagiste Mari V. Pétrone, a explique le rôle d'une enveloppe de bâtiment dans six principale fonctions qu'il considère comme fondamentales de bonne fonctionnement de cet enveloppe :

1.2.1 Revêtement intérieur

Cette fonction est réalisée par les matériaux apparents à l'intérieur. Cette fonction sert aux différents besoins de l'environnement intérieu et les matériaux utilisés doivent remplir

les exigences désirées.

1.2.2 Structure

Cette fonction est réalisée par les matériaux qui serviront de support aux autres matériaux

des différentes fonctions. Les composantes doivent résister a" pressions des vents et des autres éléments et devra les transmettre à charpente de l'édifice.

Ils sont aussi des éléments essentiels à la structure porteuse (en pemettant de transmettre aux fondations les charges fonctionnelles, 1eu poids propre, celui des dalles qu'ils portent tout comme les forces du vent grâce a l'effet de raidisseur assuré par leur masse .

Cette fonction est réalisée par un matériau qui diminue (retarde} le passage de l'humidité au travers l'enveloppe par diffusion. Ce matériau doit pouvoir résister au vieillissement duant toute la vie du bâtiment.5

2 Herant. P, (2004) congre sou titre « BCîfj.me#J 20/0 co7iLsflcrée d /'e#ve/ojîpe cJ# ôcr^fjJ»e#f », France, [en ligne],

http://www.chantier.ne¢/documents/040311apl4.pdf consulté le 18 décembre 2015.

3 Heggai.M. et dil, « Construction et énergie -Architecture et développement durable »` Op. `cït` . p 82.

4 Herzog.T,et all,(2007/, tï Co#s#r#7.re c7es/cÏÇcEczgs /} , PPUR, p,2,321p.

5 Mario. V, (2013), « ZÆ?s 6/o7Îcfjo7# cÉ / 'e7rve/op}pÉ? /+ Pétrone architecture, rapport [en ligne],

http://www.petronearchitecture.com/, consulté le 28 fëvrier 2016.

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1.2.3 Pare-air

Cette fonction est réalisée par un matériau ou un assemblage qui diminuera le passage de 1'air au travers de 1'enveloppe du bâtiment selon les critères du code national du bâtiment

2005. Deux aspects sont à distingue: l'étanchéité de la paroi à l'air (de l'extérieu vers

l'intérieu) et la peméabilité de chacun de ses matériaux à l'air. 1.2.4 Isolation thermique

• Confort thermique d'hiver :

En hiver, l'enveloppe qui a pou rôle de limfter les déperditions calorifiques à travers le mu de 1'intérieu chauffé vers 1'extérieu froid.

• Confort thermique d'été :

En été, il s'agit d'assurer une protection des locaux contre les apports calorifiques de

l 'extérieu dus à l'ensoleillement. 1.2.5 Parement extérieur

Cette fonction est réalisée par m matériau qui protègera les autres composantes de la détériorationparlesélémentsdelanature(soleil,eau,neige,vent,etc.)etautres.6

L' enveloppe peut remplit d'autres fonctions Dans la protection acoustique

Cette fonction est généràlement bien remplie par les parties pleines des façades,

celles-ci ayant Lme épaisseur et Lme densité suffisamtes pou affaiblir les bruits aériens

extérieus.

Dans L'image (esthétique)

Les revêtements de 1'enveloppe apportent une forte contribution à l'architecture des façades. Leur variété d'aspect et de texture pemet ainsi de persomaliser l'extérieur d'ui bâtiment soit en soulignant ou en renforçant œrtaines parties de

façades soit, à 1'inverse, en dissimulant la différence de constitution de parties du

bâtiment en leur domant m aspect identique, nivelant ainsi l'aspect général de la

Construction.7

6 Ibid.

7 Miristère de l'équipement, Des transports du logement, du tourisme et de la mer, (2013), « À4émer7/o Jecbz7.gm c* 6c^i^#.we#J .. /es/#ÇcrcJes +», rapport, P. 8-9, [en ligne] http://www. cnrs. fi/aquitaine/IMG/pdflFacades.pdf

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1.3 Typo]ogie des enve]oppes

L'enveloppe d'une construction conceme toutes les parties qui sont en contact avec l'extérieu. 11 s'agït essentiellement de la couverture et des façades.

1.3.1 L'enveloppe verticale (façades)

Dans le langage courant, on décrit les murs extérieurs comme des façades ce qui fait

apparaït au premier plan Lme fonction du mu extérieu.8

11 convient de différencier les principaux types de façades rencontrés dans le domaine de la construction.

Dans un second temps, il convient de différencier les principaux types de façades rencontrés dans le domaine de la construction de logements.

1.3.1.1 Façades non porteuses

Les façades non porteuses, par définition, ne participent pas à la stabilité de l'édifice. On distinguera deux principaux types de façade non porteuses : les façades légères de type mu rideau ou mur panneau et les façades en remplissage maçonnés dont l'épaisseur ne saurait

dépasser 15 cm.

a- Les façades légères

Une façade légère se dénomme mur-rideau ou façade-rideau si elle passe devant les abouts de planchers alors qu' m mur-panneau (ou Lme façade-panneau)

Caractérise le fait que les ossatures horizontales et/ou verticales restent apparentes.9

Figurel : Mu-rideau et mur-panneau : principe constructif

(Source : www.cnrs.ffconsulter le 15 janvier 2016)

8 Herzog.T, et all, « Co#sffl#.re cbs/tzçcüc7gs /J, Op. , cft„ pl0.

9 Ministère de l'équipement, des transports du logement, du tourisme et de la mer, « ZÆ7s/crçœJes », Op. , cit. ,

pl0.

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b-Les façades en remplissage maçonné (< à 15 cm d'épaisseur)

Comme la façade légère, ce type de façade présente une trame délimitée par l'ossatue du bâtiment. Toute maçomerie de petits éléments de moins de 15 cm d'épaisseu est considérée comme non porteuse et ne participant pas aux descentes de charge. Elles sont agglomérés de béton ou briques creuses de teme cuite jusqu'à 15 cm d'épaisseur, enduits ou isolés par l'extérieu.

1.3 .1.2 Façades porteuses

Dans ce cas, les façades, en plus de lems fonctions de base définit ci-dessus, asstme la reprise et la descente des charges transmises par les planchers et charpentes. Les matériaux couramment rencontrés sont le béton amé, le béton iænché {ou coulé sur place), les panneaux de béton préfabriqués, les blocs de béton les brique de terre cuite, de pierre taillé et plus rarement le béton architectonique. [°

1.3.2 L'enveloppe horizontale (toiture) On peut classer les toitues selon:

Classification selon la pente de toiture : on distingue

• Les toitures plates : pour les pentes qui sont comprises entre 1 et 3%,

• Les toitures inclinées : quand les pentes sont incluses dans 1'intervalle 3 à 7%. 1.3.2.1 Les toitures plates

Le support de ses toitures peut consister en charpente tradtionne]le en acier composée de poutres et de pannes, ou être créé par une dalle en béton qui remplace dans ce cas le porteur plan procuré par les tôles. Un acrotère d'me hauteur minimale de 120mm, percé de dégorgeoirs délimite le périmètre de telles toitures. A fin d'assurer l'écoulement des eaux, la pente du support, donnée de préférence par 1'inclinaison des poutres ou de dalle plutôt que par des chapes de pente, doit être d'au moins 1.5% pou prévenir toute accumulation d'eau. Et on distingue 03 types de toitue plate.

a- Toitures plates isolées

La présence d'une isolation dans ce type de toiture rend obligatoire la mise en œuvre d'un pare-vapeur. Su une dalle de béton, ces pare-vapeur constitués de lés bitumes ou de feuilles synthétiques intègrent directement me couche de protection. ] ]

10 Ibid.' pl3.

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b- Toitures p]ates non isolées

Dans ce type de toitue, l'étanchéité est réalisée soit par des lés bitumés collés en plein

(c'est-à- dire su toute la surface) directement su la dalle, soit par des lés en matière

synthétique posés librement su une couche d'égalisation dont le rôle est l'empêcher que les aspérités de la dalle blessent 1' étanchéité.

c- Toiture inversées

Dans ce type de toitue, l'étanchéité est placée sous l'isolation.

L'avantage découlant de cette manière de faire est double. D'un autre part, l'étanchéité assure en raison de sa position par rapport à l'isolation le rôle de pare-vapeur.

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Figures2 : de gauche à droite : -a-Détail toiture jsolée, -b-Détail toiture non jsolée. -c-Détail toiture inversée.

(Source : Hirt.M, et, Crisinel.M, (2005), Co7Îcepf7.o7i cÉs cÆcwpe#Jes mé/cr//7.g#es)

1.3.2.2 Toitures inclinées :

Ces toitures ont généralement un support constitué d'une charpente métallique ou d'une charpente en bois, plus rarement d'une dalle en béton. La pente de la toitue doit être d'au moins 5 %. Au pied de chaque pan, suivant les matériaux mis en œuvre, on distingue les

toitures inclinées non isolées et toitures inclinées isolées.

Toitures inclinée avœ isolation autoportante

Si les pannes ne sont pas trop écartées, ce qui le cas lors de 1'utilisation d'un revêtement en plaque ondulées en fibrociment, ou si une sous- structure est mise en œuvre, il est possible d'insérer entre les pannes des panneaux d'isolation. Ces pannæux peuvent être de faib]e densité ais doivent toujours être livrés avec un pare- vapeu collé sur une des façades. ]2

12 ibid., pl62.

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Toiture inclinée en panneaux sandwichs

Les panneaux sandriches offfent de multiples avantages ils combinent les fonctions de couverture, de structure portante, d'isolation et de décoration intérieue des bâtiments. Ils possèdent une bonne capacité portante. La portée utile des panneaux pemet ainsi l'espacement des supports et une grande économie des structures portantes. [3

Figure 3 : Toitue en panneaux sandwich

(Source : HrtM et, Crisinel.M, (2005), Co#ccpfjo7! dés cÆŒrz7e#fes mé/cr//7.gwes)

Classification selon l'usage de la toiture

En fonction de 1'accessibilité, les toitures sont classées en :

Toitues inaccessibles : ce sont des toitues recevant uniquement une circulation réduite à entretient nomial de 1'étanchéité et de ses accessoires.

Technique ou à zones techniques :

L'accessibilité est seulement liée à l'entretien des instalLations placées en terrasse (chaufferie, dispositifs de ventilation ou de traitement d'air, machineries d'ascenseus, etc.

Accessibles a" piétons : elles pemettent la circulation et le séjotm des persomes qu'elle

qu'en soit la raison (entretient, loisir, circulation. . . )

Toitures terrasses jardins : elles sont recouvertes de terres végétales et de plantations. ]4

Et se Compose d'un élément porteu, m pare-vapeu, Lm isolamt themique, un revêtement

d'étanchéité, une couche drainante, couche filtrante, et un Substrat. [5

13 Ibid. pl63

±4 Borutiil. A. st, HlbNsky,I. (1978)« Isolation thermique le règlement de construction et l'aération des

dô/7.me#/s cJ'Æodr./cr/7.o# », tome 1, Eyrolles , parie P.16,178P.

1§ Ibid.

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Figure 4 : toiture végétalisée

(Source : www.decroissons.wordpress.com/habitavtoitme-vegetale, consulter le 20 fëvrier 2016)

1.4 Les éléments rattachés

1.4.1 Les revêtements des mures extérieurs

Les revêtements de façades ont une double fonction de décoration et d' imperméabilisation, ils n'ont pas de fonction porteuse.

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Figure 5 : Principe d'un doublage extérieur en briques

(Source : www.cnrs.ft/aquitaine/IMG/PdflFacades.pdf,consulter le 16 janvier 2016)

1.4.1.1 Les briquettes de pare_ment

Également appelées plaquettes de parement, elles ont une épaisseu fàible, d'environ 1 cm, et sont collées au mortier sur le mu porteu. Elles sont similaires à ceux des briques apparentesetdonnentainsil'aspectd'unmudoubléenbriques.L6

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1.4.1.2 Le bardage

Revêtement d'un mu extérieu en éléments manufacturés généralement minces, de

fomes et de dimensions diverses, fixés su une ossature, elle-même accrochée mécaniquement à la paroi support. Entre cette paroi et les éléments est intercalée une lame d'air et/ou un isolant thermique. On trouve notamment des bardages de pierre, de bois, d'ardoise, de plaques de fibre ciment, de tôle d'acier laquée, de verre ,... On distingue les

bardages à peau extérieure étanche à l'eau et des bardages à joints ouverts qui n'assuent pas

la même qualité d' étanchéité. 1.4.1.3 Les enduits de façiade

Ouvrage exécuté su me paroi extérieue de maçonnerie brute par application sous fome pâteuse ou semi-fluide, en me ou plusieus couches, d'un produit ou d'm ensemble de

produits. On rencontre principalement les enduits traditiomels aux liamts hydrauliques, les enduits monocouches livrés prêts à l'emploi et les revêtements plastiques épais (R.P.E.).

1.4.1.4 Les peintures, lasures et lasures béton

Alors que la peintue sert seulement à recouvrir un matériau pou le protéger, la lasue est un produit de revêtement et d'imprégnation qui confere am ouvrages en bois exposés aux

intempéries à la fois la protection (hydrofi]ge, insecticide et fongicide) et la décoration (teinte

natuelle ou coloration).

1.4.1.5 Les pierres agrafées

11 s'agit de pierre pelliculaire ou marbre pelliculaire en parement de façades. 1.4.1.6 Les vêtages et vêtures

La vêture est un système de revêtement constitué également de plaques manufacturées mais qui sont solidaires d'un isolant thermique contrecollé lors de la fabrication en usine au dos des plaques de parement (ce qui réduit le temps de main d'œuvre pou la pose).

La peau fomant parement peut-être en matériaux divers : métal laqué, aluminium,

ardoise, fibre-ciment, pierre naturelle ou reconstituée, plaquettes de briques. . .

17 Ibid.,pl7.

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Figue 6 : Vêture posée sur des profilés supports

(Source : www.cnrs. fi/aquitaine/IMG/pdflFacades.pdf, consulter le 20janvier 2016)

1.4.1.7 Les vitrages extérieurs collés (VEC) et les vitrages extérieurs attachés (VEA)

Le VEC est me technique particulière de mise en œuvre des vïtrages par m collage périphérique épais du verre su un profilé support, la plupart du temps en alumfrium. Le collage est réalisé à l'aide de mastics adhésifs et élastomères favorisant le libre jeu des dilatations. Le VEA, quant à lui, consiste à maintenir le vitrage par des dispositifs de fixation mécanique ponctuels traversant ou non. ]8

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Figur€7 : de droite à gauche : -a-Principe de VEA +-. Principe de VEC (Source : www. cnrs. fi/aquitaine/IMG/pdflFacades. pdû

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1.4.2 Les Revêtements d'étanchéité pour toiture

1.4.2.1 Matériaux à base de bitume

• Enduit d'application à chaud (EAC)

Les enduits d'application à chaud sont à base de bitume oxydé ou soufflé ; ils peuvent contenir une certaine proportion de fillers chimiquement inertes.

• Enduits d'imprégnation à froid fEJF)

Ce sont des produits à base de bitume en solution ou en émulsion. La teneur en bitume doit être égale ou supérieure à 50 °/o.

• Bitumearmé /Chapesouple}

C'est un matériau préfabriqué en lés, composé d'une amature, en toile de verre ou de jute, imprégnée et enduite sur ses deux faces de bitume oxydé plus ou moim additionné de filler.

• Feutrebitumé

C'est m matériau préfabriqué en lés, analogue au bitume amé, mais dont l'amatue est

du carton feutre ou du voile de verre.

• Bitume élastomère (SBS)

C'est un mélange de bitume et d'élastomère qpe Styrène - Butadiène - Styrène, de fillers et d'ajouts éventuels. La composition du mélange varie selon les fabrications.

• Bitume modifié au Polypropylène atactique (APP)

Cet un mélange de bitume de distillation et de polypropylène atactique. 11 présente une meilleue aptitude à la défomiation que les bitumes oxydés; il est moins susceptible à la chaleur mais reste ftagile aux basses températures.

1.4.2.2 Matériaux à base de hauts polymères :

11 s'agit de matériaux de synthèse obtenus par mélange de plusieurs composants, Le matériau le plus employé est la feuille en PVC.

1.4.2.3 Matériaux pour écran pare vapeur • Frein -vapeu : feutre bitumé surficé 36S

• Ecran vapeur total: feuille d'aluminium de 8/100 mm emobée de bitume."

'9Mjiriistèie de ï'hati;Wr+a:i, « travcmx d 'étcmchéité des toiûires terrasses ef toitures iricliiiées support maçonnerie », Directeur Général Bourouba.M, document réglementaire technique.

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Chapitre o l l 'enveloppe du bâtiment

Conclusion

Une conception soigneuse de l'enveloppe d'un bâtiment a une impûftance primordiale car

elle fait sentir ses effets su les performances énergétiques du bâtiment pendant toute sa duée

de vie. La situation, 1'orientation, 1a compacité du bâtiment, la position et la perfomance des matériaux doivent donc être optimisés, l'enveloppe doit être fortement isolée. Cette isolation utilise des techniques et matériaux de plus en plus efficaces et perfomants, mais letm mise en œuvre est également primordiale : on voit encore trop d'excellents isolants mal placés, nuisant ainsi grandement à leur efficacité.

Afin de créer le climat adapté à 1'utilisation d'un bâtiment, le concepteur peut agir des systèmes pom améliorer le comporœment énergétique de l'enveloppe par :

• L'amélioration de l'inertie themique

• L'amélioration de l'étanchéité et la peméabilité a lair

• Le développement des solutions globales, intégrant les partie opaques, les parties vitrées et les point singuliers

Enfin, il est essentiel que 1'enveloppe ainsi conçue bénéficie des bonnes caractéristiques thermiques, qui permettre à l'enveloppe de récupérer au mieux les apports solaires.

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Chapitre 02 L'Îsolation themique

2 Introduction

Si l'enviromement des habitations était constant et tempéré, la température intérieue

pourrait être égale à la températue extérieue. Comme tel n'est pas le cas, et pou satisfaire le

confort des habitants, il convient de réguler les échanges themiques. Pour ce faire, il est nécessaire de dépenser de l'énergie ou de contrôler les flux, notamment grâce à l'isolation.

Dans l'idéal, un bâtiment bien isolé conserve la chaleu en hiver et la fraîcheur en été.

2.1Définition

« L'isolation therrique représente l'ensemble des moyens mis en œuvre qui consiste à diminuer le transfert (réduction des pertes de chaleu) visant ainsi l'économie d'énergie-chaleur ou à maintenir les paramètres des agents themique dans certaines limites

fonctiomelles établies ». ]

« Isoler me maison c'est mettre en place une barrière la plus homogène et continue possible qui fteine les échanges de chaleur, l'hiver, de l'intérieu de l'habitation vers l'extérieu et, l'été de l'extérieu vers l'intérieur ».

2.2 Les principaux critères thermiques

2.2.1 Les caractéristiques principales de l'isolation thermique

Avant de traiter de l'isolation, des produits et des procédés de mise en œuvre, il est nécessaire de s'attarder su quelques notions physiques concemant la thermique :

2. 2.1.1 La conductivité thermique 1 (lambda)

C'est le flux de chaleu par m2 qui traverse un matériau homogène de lm d'épaisseur pou une différence de température de 1 °c entre ses deux faces, s'exprime en (w/m °c).

Plus À est faible, plus le matériau est isolant.

2.2.1.2 La résistance thermique R

C'est la capacité d'un matériau pou freiner le flux de chaleu qui le traverse, on l'obtient

par la division de l'épaisseu du matériau par sa conductivité themique. Elle s'exprime en

(m2°c/w). Plus R est élevé, plus le matériau est isolant. 2

L Tùoulst, C, (2012), « Éco-confiort Pour une maison saine et à basse consommation d'énergie », EPFL, Læusane,

P 26, 208 p, [en ligne]https:/mooks.google.com/books?isbn=2880749034Claude-Alain Roulet -2012 -Aperçu, consulté le 04 fëvrier 2016.

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Chapitre 02 L'isolation thermique

2.2 .1.3 Le coefficient de transmission U{ou K)

C'est l'inverse de la résistance thermique R qui mesure la quantité de chaleu qui traverse

:a]upsaL°î:sst'::f::ï=:]:: {:;:2:::.st fso]mœ. 3 Ü = ±

2.2.2 Les modes de transfert de chaleur à travers les parois:

Dans un bâtiment comme dans tout corps solide la chaleu se propage selon trois modes différentes : par conduction, par convection ou par rayonnement.

2.2.2.1 La conduction

Est la propagation de la chaleu à travers un ou plusieurs éléments en contact direct. Le

sens du flux therinique va toujours de l'élément le plus chaud vers 1'élément le plus froid, la

quantité de chaleur flui se propage dans un corps, dans un temps donné est proportionnelle à la conductivité thermique du matériau et à la différence de températue entre les deux faces. S'il n'y pas de différence de température, il n'y pas de flux.

2.2.2.2 La convection

Est le transfert de la chaleur d'un corps solide vers un corps gazeux et inversement. La

quantité de chaleur transmise dépend de la différence de température entre les éléments, de la vitesse de l'air et de la suface de contact.

2.2.2.3 Ile rayonnement

Est le transfer[ de chaleu à ffavers un gaz ou le vide par rayomement inffarouge.4 Le rayomement se manifeste aussi quand des corps chauds émettent des rayons porteus d'énergie qui sont absorbés par d'autres corps et alors transformés en chaleur.5

==Ï_ :Ë,iiTi-- =-tÈ!-ii---, =iË=F-`--_

Figure 8: de gauche à droit, la conduction - 1a convection - le rayonnement (Source : www. isover. fi/guides/lisolation-thermique)

3 Ibid. Plo.

4 Œlluziaux Th, Fedullo D. (2010), « £e g7itwad /hrie cZ / '7.soJIŒ#ow » ,3éme éd, Eyrolles, Paris, p.15, 677.

5 Isover, «Gb7.de Æ7 £Æe»w.gzœ c7« dtîz}.me»f », document, P.29, [en ligne]

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Chapitre 02 L' isolation themique

2.3 Les types d'isolation

2.3.1 L'isolation des murs

On distingue trois principaux modes d'isolation des murs :

2.3.1.1 L'isolation par l'extérieur ŒTE)

Isolation réalisé su la surface extérieue des murs de façade. Ce procédé est surtout employé lors de travaux de rénovation. C'est la méthode la plus efficace pour réduire les déperditions thermiques par les murs et garantir un confort satisfàisamt, hiver comme été.

Tableau 1 : les avantages et inconvénients de l'isolation par l'extérieu

Avantages Inconvénients

-Regroupe les opérations d'isolation et de - Coût supérieu.

ravàlement. _{-Modifie l' aspect extérieu.} -Traite un grand nombre de ponts themiques.

- Technique moins employée -Protège les murs des variations climatiques.

-Ne modifie pas la surface des pièces.

(Source : www.centre.ademe.ff)

Figure 9: l'isolation des murs par l'extérieu

«Soimœ..ww'w.notices-pdffcom/l_isolatiomthermique-pffhtml)

2.3.1.2 L'isolation par ]'intérieur ŒTI)

Isolation réàlisée sur la face intérieue des mtms de façade. C'est le mode d'isolation le

plus utilisé en maison individuelle. 11 comprend plusieurs techniques de pose.6 L'isolation

themique par l'intérieu des bâtiments existants est particulièrement pertinente:

•lorsque l'aspect extérieu des façades ne peut pas ou ne doit pas êtie modifié ®ar exemple: façades classées ou éléments architecturaux caractéristiques à préserver).

•lorsque les revêtements intérieurs nécessitent d'être rénovés ou le volume habitable

restructuré7.

6 Ca;+Na!ft .G , « 1 'isolation thermique et le chauf fage », OP., dl.,P Z2

7MA:UGARD.A,(201S),«Guideisolationthermiquepar1'intérieur»,BLèg\esdeL_'4rt.G_r_fneI\.e

Enviromement 2012, docment technique, p.12, [en ligne] www.programmepacte.fi./.../pdfl'guide-rage-isolation-themique-intérieu,consulter le 05 fëvrier 2016.