CALCUL DE PONTS THERMIQUES DE LIAISON … · calcul de ponts thermiques de liaison entre un mur a...
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CALCUL DE PONTS THERMIQUES DE LIAISON ENTRE UN MUR A OSSATURE BOIS ET UN PLANCHER BAS AVEC ENTREVOUS
ISOLEADER 27
Société : KP1
Quartier de la Grave – RD 26
30131 PUJAUT
DÉPARTEMENT ENVELOPPE ET REVÊTEMENTS
Service DER
Division HTO
Date
Le 31 Mai 2010
DER/HTO 2010-158- AD/LS N° affaire : 10-024
Client seul Version 1
Unité ayant effectué les travaux : DER/HTO
Responsable des travaux : Aurélie DELAIRE
Téléphone : 01.64.68.88.64
Date de la commande : 31/03/10
Date de l’étude : Mai 2010
CALCUL DE PONTS THERMIQUES DE LIAISON ENTRE UN MUR A OSSATURE BOIS ET UN PLANCHER BAS AVEC ENTREVOUS ISOLEADER 27
Société : KP1
Commanditaire de l’étude :
Quartier de la Grave – RD 26 30131 PUJAUT
La reproduction de ce rapport d’étude n'est autorisée que sous la forme de fac-similé photographique intégral, sauf accord particulier du CSTB.
Ce rapport d’étude comporte 18 pages dont 6 pages d’annexes.
AFFAIRE N° 10-024- «STE KP1 » DER/HTO 2010-158-AD/LS-31/05/10 Liaison mur / plancher bas avec ISOLEADER 27
CONTENU
I. OBJECTIF DE L’ETUDE ............................................................................................. 4
II. DESCRIPTION SUCCINCTE ....................................................................................... 5
III. METHODOLOGIE ...................................................................................................... 7
III.1 Principe ......................................................................................................................... 7
III.2 Règles de calcul ........................................................................................................... 7
III.3 Hypothèses ................................................................................................................... 7
III.3.1 Géométrie ................................................................................................................... 7
III.3.2 Conductivité thermique des matériaux...................................................................... 8
III.3.3 Conditions aux limites ................................................................................................ 8
III.4 Formules ....................................................................................................................... 9
IV. RESULTATS ............................................................................................................. 10
IV.1 Ponts thermiques de liaison transversaux (en about de plancher) ............................. 10
IV.2 Ponts thermiques de liaison longitudinaux (en rive de plancher) ................................ 11
ANNEXES .......................................................................................................................... 13
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I. OBJECTIF DE L’ETUDE
L’objectif de cette étude est de calculer, pour le compte de la société KP1 R&D, les coefficients de
transmission thermique linéique ψ du procédé d’entrevous en polystyrène « ISOLEADER 27 » dans le
cas d’une liaison entre un mur à ossature bois et un plancher bas sur vide sanitaire avec planelle en
maçonnerie courante.
Cette étude s’appuie sur la base des éléments techniques fournis par la société KP1 dans ses mails
du 05/03/10, 31/03/10 et 16/04/10.
Il est important de rappeler que les résultats présentés ici ne traitent que de l’aspect thermique du
procédé et ne préjugent en rien de son aptitude à l’emploi.
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II. DESCRIPTION SUCCINCTE
Le procédé de plancher bas étudié est un plancher à entrevous PSE d’environ 21 cm d’épaisseur
destiné à la réalisation de plancher bas sur vide-sanitaire.
Figure 1 : Entrevous polystyrène ISOLEADER 27
Les entrevous PSE reposent sur des poutrelles en béton espacées de 60 cm. L’âme des poutrelles
mesure environ 4 cm et la base de celle-ci environ 10 cm. L’entrevous repose sur le bord de la
façade sur une distance de 5 cm. La dalle de compression a une épaisseur de 40 mm.
Les murs à ossature bois étudiés sont issus du document « Détermination et calculs des ponts
thermiques linéiques et intégrés des constructions en bois » réalisé par le CSTB pour le compte du
CTBA en 2005.
Le mur, dont la désignation est Me1, est composé, de l’extérieur vers l’intérieur :
- Parement extérieur (non modélisé),
- Lame d’air ventilée,
- Contreventement extérieur en OSB de 10 mm,
- Montant bois de 36 ou 50 mm d’épaisseur et de largeur égale à l’épaisseur d’isolant,
- Isolant entre montants d’épaisseur : 100, 120, 140 ou 160 mm,
- Parement intérieur type BA13.
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Figure 2 : Mur à ossature bois Me1
Le mur, dont la désignation est Me2, est composé de manière identique au mur Me1, auquel est
ajouté un complément d’isolant côté extérieur d’épaisseur 40, 60 ou 80 mm :
Figure 3 : Mur à ossature bois Me2
Le mur, dont la désignation est Me3, est composé de manière identique au mur Me1, auquel est
ajouté un complément d’isolant côté intérieur de 30 mm :
Figure 4 : Mur à ossature bois Me3
La liaison à étudier correspond à la jonction entre un plancher bas sur vide-sanitaire avec entrevous
ISOLEADER 27 et un mur à ossature bois. Une planelle de 5 cm d’épaisseur en maçonnerie courante
est mise en place en nez de dalle.
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Figure 5 : Configuration étudiée avec le mur Me1 en rive de plancher (Liaison longitudinale)
III. METHODOLOGIE
III.1 Principe
La détermination des caractéristiques thermiques des composants d’enveloppe repose sur le calcul
par différences finies d’un flux de chaleur transmis à travers un modèle géométrique 2D ou 3D.
Les coefficients ψ de ponts thermiques peuvent être obtenus, à partir des modèles 2D ou 3D, en
retranchant au flux total, le flux obtenu par un second calcul numérique après annulation du pont
thermique.
III.2 Règles de calcul
Toutes les simulations ont été effectuées conformément aux règles Th-Bât édition 2007.
III.3 Hypothèses
III.3.1 Géométrie
Les modèles géométriques 2D et 3D servant de base pour les calculs sont directement issus des
informations fournies par la société KP1.
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III.3.2 Conductivité thermique des matériaux
Matériaux Conductivités thermiques W/(m.K) Sources
Bois (Montant) 0,18
Règles Th-U édition 2007
OSB (Contreventement) 0,13
Plaque de plâtres à parement de carton « standard » et « haute
dureté » ou éléments préfabriqués en plâtre à parements lisses
0,25
Maçonnerie courante (planelle et soubassement) 0,7
Béton (Chaînage, dalle de compression, poutrelle) 2
Isolant du mur 0,040
Entrevous ISOLEADER 27 0,036 CSTBât 172-015
Cavités d’air non ventilées en appui transversal 2 (1)
Cavités d’air non ventilées en appui longitudinal λ (2) Norme CEN 6946
(1) : Valeur forfaitaire utilisée dans le cas d’une alvéole traversée par un flux dans le sens de sa longueur sur la base de l’état des connaissances actuelles et d’études menées par le CSTB
(2) : Conductivité thermique équivalente
Tableau 1 : Conductivités thermiques des matériaux
III.3.3 Conditions aux limites
Conditions aux limites Température d’ambiance (°C) Coefficient d’échange superficiel (W/(m².K))
Ambiance intérieure avec flux horizontal 20 7,7
Ambiance intérieure avec flux descendant 20 5,9
Ambiance extérieure derrière parement 0 7,7
Vide-sanitaire 0 5,9
Tableau 2 : Conditions aux limites
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III.4 Formules
Le coefficient de transmission linéique ψ de la liaison entre deux parois se calcule d’après les
formules suivantes :
LTSPTT
×∆Φ−Φ
=ψ
où
ψ est le coefficient de transmission linéique moyen, exprimé en W/(m.K),
ΦT est le flux total traversant le modèle et obtenu par calcul numérique, exprimé en W,
ΦSPT est le flux traversant le modèle et obtenu par calcul numérique lorsque l’effet du pont
thermique est annulé(*), exprimé en W,
∆T est la différence de température entre les deux ambiances chaude et froide, exprimée
en K,
L Entraxe du plancher à entrevous.
Pour les calculs en 2D, les formules restent les mêmes à part que les flux thermiques issus du calcul
numérique sont exprimés en W/m. Il n’est donc plus nécessaire de diviser leur valeur par l’entraxe du
modèle numérique, c'est-à-dire 600 mm, pour calculer les valeurs de ψ.
(*) Dans ce cas précis et pour les deux configurations (appui longitudinal et transversal), la conductivité thermique des lames d’air est
calculée selon la norme EN ISO 6946 en considérant un flux descendant.
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IV. RESULTATS
IV.1 Ponts thermiques de liaison transversaux (en about de plancher)
Les résultats suivants ont été obtenus à partir des hypothèses présentées au III.3 :
ψT en W/(m.K)
Epaisseur d'isolant (mm) Epaisseur Montant (en mm)
36 50
100 0,71 0,73 120 0,68 0,69
140 0,64 0,66
160 0,61 0,62
Tableau 3 : Ponts thermiques à la liaison transversale entre le mur Me1 et le plancher bas avec ISOLEADER 27 sur vide-sanitaire
ψT en W/(m.K)
Epaisseur d'isolant (mm) Epaisseur
complément d'isolant extérieur (mm)
Epaisseur Montant (en mm)
36 50
100
40 0,70
0,72 60 0,71
80
120
40
0,67 0,68 60
80
140
40
0,64 0,65 60
80
160
40
0,61 0,62 60
80
Tableau 4 : Ponts thermiques à la liaison transversale entre le mur Me2 et le plancher bas avec ISOLEADER 27 sur vide-sanitaire
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ψT en W/(m.K)
Epaisseur d'isolant (mm) Epaisseur Montant (en mm)
36 50
100 0,63 0,64 120 0,60 0,61
140 0,57 0,58
160 0,54 0,55 Tableau 5 : Ponts thermiques à la liaison transversale entre le mur Me3 et le plancher bas avec ISOLEADER 27
sur vide-sanitaire
IV.2 Ponts thermiques de liaison longitudinaux (en rive de plancher)
Les résultats suivants ont été obtenus à partir des hypothèses présentées au III.3 :
ψL en W/(m.K)
Epaisseur d'isolant (mm) Epaisseur Montant (en mm)
36 50
100 0,53 0,55 120 0,49 0,51
140 0,46 0,47
160 0,42 0,44 Tableau 6 : Ponts thermiques à la liaison longitudinale entre le mur Me1 et le plancher bas avec ISOLEADER 27
sur vide-sanitaire
ψL en W/(m.K)
Epaisseur d'isolant (mm) Epaisseur
complément d'isolant extérieur (mm)
Epaisseur Montant (en mm)
36 50
100
40 0,52 0,53 60 0,52 0,53
80 0,52 0,53
120
40 0,48 0,50 60 0,48 0,50
80 0,48 0,50
140
40 0,45 0,46 60 0,45 0,46
80 0,45 0,46
160
40 0,42 0,43 60 0,42 0,43
80 0,42 0,43 Tableau 7 : Ponts thermiques à la liaison longitudinale entre le mur Me2 et le plancher bas avec ISOLEADER 27
sur vide-sanitaire
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ψL en W/(m.K)
Epaisseur d'isolant (mm) Epaisseur Montant (en mm)
36 50
100 0,45 0,46 120 0,41 0,42
140 0,39 0,39
160 0,35 0,35
Tableau 8 : Ponts thermiques à la liaison longitudinale entre le mur Me3 et le plancher bas avec ISOLEADER 27 sur vide-sanitaire
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ANNEXES
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Figure 2 : Description du procédé ISOLEADER 27
ANNEXE 1 : PROCEDE ISOLEADER 27
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Figure 3 : Certificat CSTBât pour la gamme ISOLEADER
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Liaison transversale ψT (W/(m.K))
Liaison longitudinale ψL (W/(m.K))
Pont thermique global en supposant 60% de liaison transversale et 40% de liaison
longitudinale
ψGLOBAL 60-40 (W/(m.K))
Epaisseur d'isolant (mm) Epaisseur Montant (en mm) Epaisseur Montant (en mm) Epaisseur Montant (en mm)
36 50 36 50 36 50 100 0,71 0,73 0,53 0,55 0,64 0,66 120 0,68 0,69 0,49 0,51 0,60 0,62 140 0,64 0,66 0,46 0,47 0,57 0,58 160 0,61 0,62 0,42 0,44 0,53 0,55
Tableau 9 : Récapitulatif des résultats obtenus concernant le pont thermique de liaison entre le mur Me1 et un plancher bas avec entrevous ISOLEADER 27
ANNEXE 2 : TABLEAU RECAPITULATIF DES RESULTATS
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Liaison transversale ψT (W/(m.K))
Liaison longitudinale ψL (W/(m.K))
Pont thermique global en supposant 60% de liaison
transversale et 40% de liaison longitudinale
ψGLOBAL 60-40 (W/(m.K))
Epaisseur d'isolant (mm) Epaisseur complément d'isolant extérieur (mm)
Epaisseur Montant (en mm) Epaisseur Montant (en mm) Epaisseur Montant (en mm)
36 50 36 50 36 50
100 40 0,70
0,72 0,52 0,53 0,63 0,64 60 0,71
80
120 40
0,67 0,68 0,48 0,50 0,59 0,61 60 80
140 40
0,64 0,65 0,45 0,46 0,56 0,57 60 80
160 40
0,61 0,62 0,42 0,43 0,53 0,54 60 80
Tableau 10 : Récapitulatif des résultats obtenus concernant le pont thermique de liaison entre le mur Me2 et un plancher bas avec entrevous ISOLEADER 27
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Liaison transversale ψT (W/(m.K))
Liaison longitudinale ψL (W/(m.K))
Pont thermique global en supposant 60% de liaison
transversale et 40% de liaison longitudinale
ψGLOBAL 60-40 (W/(m.K))
Epaisseur d'isolant (mm) Epaisseur Montant (en mm) Epaisseur Montant (en mm) Epaisseur Montant (en mm)
36 50 36 50 36 50 100 0,63 0,64 0,45 0,46 0,56 0,57 120 0,60 0,61 0,41 0,42 0,52 0,53 140 0,57 0,58 0,39 0,39 0,50 0,50 160 0,54 0,55 0,35 0,35 0,46 0,47
Tableau 11 : Récapitulatif des résultats obtenus concernant le pont thermique de liaison entre le mur Me3 et un plancher bas avec entrevous ISOLEADER 27