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Home Builder, 25, 2, p. 12, 2012-03-01
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Performance énergetique des murs formés de coffrages à béton
isolants (CBI)
Maref, W.; Saber, H. H.; Armstrong, M. M.; Ganapathy, G.
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C N RC • CONSTRUCTION
Performance énergétique des
murs formés de coffrages à béton
isolants (CBI)
Par
Maref. W.; Saber, H.H.; Armstrong, M.M.; Ganapathy, G.
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Home Builder, 25 (2), pp. 12, mars, 2012.
C N RC • CONSTRUCTION
Cet article est un résumé des résultats d'une étude visant à déterminer la performance énergétique de
deux spécimens de murs CBI installés sur le même côté d’une maison expérimentale.
Dans les précédentes éditions de Solplan Review, l’Institut de L'Institut de la recherche en construction du Conseil national de la recherches (IRC-CNRC) a procédé à des analyses du transfert de chaleur au travers de deux murs formés de coffrages à béton isolants (CBI) identiques, en collaboration avec la Société canadienne d'hypothèques et de logement (SCHL) et Ressources naturelles Canada (RNCan). Les essais ont été effectués à l’installation d'exposition in-situ des murs (IEIM) de l'IRC-CNRC à Ottawa.
Même si la technologie CBI remonte à la fi n des années 1960 en Europe, ce type de construction s'est répandu en Amérique du Nord au cours des deux dernières décennies. De manière générale, les CBI modernes sont constitués de coffrages superposables faits de mousse de polystyrène expansé (PSE) ou extrudé (XPS), qui sont remplis de béton sur place, et qui ont pour caractéristique de rester en place et d’assurer ainsi une isolation permanente.
Le projet visait à contrôler la performance sur le terrain de spécimens de mur CBI afi n de comprendre et de quantifi er l'infl uence de la masse thermique du béton utilisé dans le système de mur CBI sur les déperditions et les gains de chaleur.
Méthodologie
Les deux spécimens de murs CBI identiques ont été installés côte à côte dans la baie d'essai de l’IEIM, située au rez-de-chaussée d'une maison expérimentale à deux étages (fi gure 1) orientée à l'ouest. Une enceinte de régulation climatique (fi gure 2) permettait d'assurer des conditions intérieures contrôlées (21 °C, 30 % d'humidité), et les murs extérieurs étaient exposés au climat d’Ottawa type (moyenne de 4602 degrés-jours °C de chauffage (Environnement Canada, 2010).
Les coffrages CBI en polystyrène expansé ont été assemblés et des sondes de température (thermocouples) ont été installées sur l’intérieur du coffrage avant le coulage du béton. Les spécimens de mur CBI mesuraient 1828 mm sur 1676 mm (environ 6 pi sur 5,5 pi) et présentaient une épaisseur de béton de 152 mm (6 po) entourée des deux côtés par 64 mm (2,5 po) de mousse PSE et 51 mm (2 po) de mousse PSE à sa base.
Figure 1. Panneaux CBI installés et scellés
Figure 2. Intérieur des murs CBI revêtus et enceinte de régulation climatique
C N RC • CONSTRUCTION
Observations
De manière générale, les données sur la température et le transfert thermique mesurés ont révélé que la masse du béton ajoutait très peu à la valeur R globale du CBI (RSI 3,77 (R21,4)) dans des conditions de température extérieure stable. Dans des conditions transitoires, cependant, le béton a réduit considérablement les déperditions de chaleur, procurant un effet tampon ou modérateur apparent de 5 jours. Ces données ont montré que le mur CBI réduisait les pointes de gains ou de déperditions de chaleur de la pièce.
Les résultats obtenus signifi ent que la masse de béton des murs CBI a le potentiel de réduire la charge de chauffage de pointe de l’appareil de chauffage en hiver, et la charge de refroidissement de pointe du système de climatisation en été, ce qui pourrait avoir des répercussions sur le dimensionnement, et le coût de l’équipement de chauffage et de climatisation, pour autant que les périodes de grand froid et de canicule durent moins de 5 jours. L'effet tampon permettrait également de réduire les pics de consommation énergétique qui se produisent pendant les chauds après-midis d’été (ce qui pourrait générer des économies pour les propriétaires d’habitations dotées d'un compteur intelligent). Dans un climat où la température extérieure moyenne en été reste confortable, c.-à-d. avec des journées chaudes et des nuits fraîches, l'effet tampon des murs CBI pourrait même permettre aux occupants de se passer complètement de climatisation.
Cette expérience n'a porté que sur une petite section d’un mur CBI intégré à une façade orientée vers l'ouest. Afi n de prédire l'effet des CBI sur l’équipement de chauffage et de climatisation, ainsi que sur la consommation d’énergie, il faudra soumettre à des essais une maison entière, et évaluer des CBI présentant de plus grandes valeurs d'épaisseur et d'isolation. La performance thermique d’une maison entière sera infl uencée par d'autres facteurs, dont les gains d’énergie solaire par les fenêtres, de même que par le mode de fonctionnement des systèmes de chauffage et climatisation de la maison (par exemple, l'utilisation du refroidissement naturel la nuit ou de thermostats programmables).
M. Wahid Maref est agent de recherche senior au sein du programme Enveloppe et structure du bâtiment de l'Institut de la recherche en construction. On peut le rejoindre au 613-993-5709 ou à l’adresse wahid.maref@nrc-cnrc.gc.ca
Les spécimens de CBI ont été fournis par un partenaire indus-triel, la Ready Mixed Concrete Association of Ontario (RCMAO).
