MAISON INDIVIDUELLE Produits en béton >I En savoir plus I Thermique 1 Protocole de Kyoto en 1997...
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1MAISON INDIVIDUELLE Produits en béton
>I En savoir plus I Thermique
Protocole de Kyoto en 1997
Premier texte qui contient des objectifs quantifiés et un calendrierPour la France :
– stabilisation des émissions de gaz carbonique (à effet de serre) à l’horizon 2008-2012 à celles du niveau de 1990
– division par 4 de la consommation d’énergie en 2050
Les réglementations thermiques avant 2000 Exigences sur la consommation
d’énergie :– chauffage (renforcement de l’isolation
thermique).
Les réglementations thermiques depuis 2000 Exigences sur la consommation d’énergie :
– ventilation, chauffage, refroidissement, éclairage et eau chaude sanitaire
Exigences sur le confort d’été :– inertie thermique, protection solaire…
Exigences revues à la hausse tous les 5 ans 2000, 2005, 2010… 2050
Un peu d’histoire
Choc pétrolier en 1973• Prise de conscience de
notre totale dépendance au pétrole
• Nécessité de maîtrise de la consommation énergétique dans le secteur du bâtiment
2MAISON INDIVIDUELLE Produits en béton
>I En savoir plus I Thermique
Géométrie du bâtiment
Caractéristiques thermiques réelles
du bâtiment
Ubat
VentilationÉclairage
ChauffageE.C.S.
Cep Refroidissement
Géométrie du bâtiment
Caractéristiques thermiques réelles
du bâtiment
Ubat
VentilationÉclairage
ChauffageE.C.S.
Cep Refroidissement
Géométrie du bâtiment (sauf pour les baies)
Caractéristiques thermiques de
référence du bâtiment
Ubatref
Ventilation de référence Éclairage référence
Chauffage de référenceE.C.S.
référence
CeprefRefroidissement
de référence
Géométrie du bâtiment (sauf pour les baies)
Caractéristiques thermiques de
référence du bâtiment
Ubatref
Ventilation de référence Éclairage référence
Chauffage de référenceE.C.S.
référence
CeprefRefroidissement
de référence
En ce qui concerne le calcul et l’exigence sur la consommation d’énergie …
La RT2005Comment être règlementaire ?
Deux méthodes pour être réglementaire :
– par le calcul en réalisant un bilan énergétique complet, heure par heure durant une année pleine
– en utilisant une solution technique (solution à points du ministère, d’un industriel, d’un syndicat, d’un maître d’ouvrage…)
Cep = coefficient énergie primaire
Cepref = coefficient énergie primaire de référence
3MAISON INDIVIDUELLE Produits en béton
>I En savoir plus I Thermique
- …et en ce qui concerne le calcul et l’exigence sur le confort d’été…
Géométrie
Ventilation Apports internes
Facteurs solaires
Inertie
TicDonnées climatiques
Exposition au bruit
Masques
Géométrie
Ventilation de référence
Apports internes
Facteurs solaires de référence
Inertie de référence
TicrefDonnées climatiques Exposition au bruit
Masques
Géométrie
Ventilation de référence
Apports internes
Facteurs solaires de référence
Inertie de référence
TicrefDonnées climatiques Exposition au bruit
Masques
La RT2005Comment être règlementaire ?
Deux objectifs à concilier :
– En hiver et demi-saison, augmenter et valoriser les apports solaires (importants vitrages au sud…)
– En été, éviter les surchauffes et la climatisation (protections solaires, inertie thermique, sur-ventilation nocturne…)
Tic : Température intérieure théorique
Ticref : Température intérieure de référence
4MAISON INDIVIDUELLE Produits en béton
>I En savoir plus I Thermique
Avec le calcul, quatre conditions
à vérifier : La consommation d’énergie globale du
bâtiment (éclairage, refroidissement, chauffage, eau chaude et ventilation) doit être inférieure à une consommation de référence Cepréf
(obligation de résultat).
La consommation d’énergie en chauffage, en eau chaude et en refroidissement doit être inférieure à une consommation maximale Cepmax (obligation de résultat pour les bâtiments d’habitation).
La température intérieure en été doit être inférieure à une température de référence Ticréf (obligation de résultat).
Les caractéristiques thermiques de l’enveloppe et des systèmes doivent respecter les garde-fous (obligation de moyen).
La RT2005Comment être règlementaire ?
Cep ≤ Cepref
Tic ≤ Ticref
5MAISON INDIVIDUELLE Produits en béton
>I En savoir plus I Thermique
Obligation de résultatObligation de résultat
Performance
OK
limites
Cepréf, Cepmax
Tiréf
Interdit d’être moins performant
que la limite
Obligatoire d’être aux limites
ou plus performant
Interdit d’être moins
performant que le garde-fou G
ard
e fo
u
Réf
éren
ce
Performance
Obligation de moyenObligation de moyen
Autoriser à être entre les deux limites mais à
compenser par ailleurs
Au-delà de la référence, bonus
qui permet de compenser ou de
valoriser
La RT2005Comment être règlementaire ?
6MAISON INDIVIDUELLE Produits en béton
>I En savoir plus I Thermique
La RT2005Comment être règlementaire ?
NS
E
O
7MAISON INDIVIDUELLE Produits en béton
>I En savoir plus I Thermique
Murs 18 %
Ponts thermiques 18 % Plancher bas 22 %
Toit 13 %
Renouvellement d’air 13 %
Menuiseries 16%
La RT2005 les parois
L’enveloppe du bâtiment
– Les parois opaques : les planchers bas, intermédiaires et hauts, les façades
– Les parois vitrées : les fenêtres, les baies, les portes fenêtres…
– Les ponts thermiques : partie de l’enveloppe du bâtiment où la résistance thermique, par ailleurs uniforme, est modifiée de façon sensible
Origines des déperditions thermiques
8MAISON INDIVIDUELLE Produits en béton
>I En savoir plus I Thermique
Performant
Murs blocs creux de 20 cm + 10 cm
d’isolant PSE th38
Murs de briques pleine de 11 cm
d’épaisseur
Murs Bloc creux béton de 10 cm
0,12 2,86
Murs blocs creux béton de 20 cm
0,23 Rparoi
Caractéristiques des matériauxConductivité thermique utile en W/(m.K)
caractéristique intrinsèque d’un matériau
plus elle est faible, plus le matériau est isolant
Caractéristiques des paroisRésistance thermique Rparoi en m².K/W
caractéristique thermique d’un produit ou d’une paroi
plus elle est élevée et plus la paroi est isolante
Coefficient de transmission thermique U en W/(m².K)
flux thermique à travers un 1m² de paroi pour une différence de température de 1 Kelvin
plus il est faible et plus la paroi est isolante
La RT2005 les parois
Performant
Acier Les bétons Les isolants
50
W/(m.K)
2 à 0,10 0,05 à 0,02
9MAISON INDIVIDUELLE Produits en béton
>I En savoir plus I Thermique
Façade enduite en bloc creux béton de 20 cm avec un complexe isolant rapporté à l’intérieur
10 cm isolant th38 10 cm isolant th32
R de la paroi 2,9 3,4
U de la paroi 0,33 0,28
Isolation par
l’intérieur
Isolation intégrée
Isolation par
l’extérieur
Isolation répartie
Configuration courante en maison individuelle
Flèches horizontales : transfert thermique
Flèches courbes oranges et bleues : échange thermique entre ambiance et mur
10MAISON INDIVIDUELLE Produits en béton
>I En savoir plus I Thermique
Origine • interruption ou altération de
l’isolation de la paroi (ex : jonction entre les menuiserie et la paroi, fixation métallique)
• une différence entre les surfaces intérieure et extérieure d’une partie de l’enveloppe du bâtiment (ex : liaisons entre parois)
Unité• Pont thermique linéaire en
W/(m.K) (ex: liaison plancher bas et façade)
• Pont thermique ponctuel en W/K (ex : fixation métallique dans une paroi)
Impact• énergétique (augmentation de
la consommation• condensation, humidité
(salissures, moisissures)• déformations (dégradations,
fissurations)
Traitement des ponts thermiques
Au niveau des menuiserie : Isolation dans le plan des
ouvertures
Au niveau des planchers intermédiaire : Rupteur de pont thermique dans le cas d’une
isolation rapportée à l’intérieur Isolation rapportée à l’extérieur
La RT2005 les ponts thermiques
11MAISON INDIVIDUELLE Produits en béton
>I En savoir plus I Thermique
12MAISON INDIVIDUELLE Produits en béton
>I En savoir plus I Thermique
Définition de l’inertie thermique
C’est le potentiel de stockage thermique d’une paroi ou d’un ouvrage.
– Les parois qui contribuent en général le plus à l’inertie d’un bâtiment sont d’abord les planchers lourds, puis les refends lourd, puis les façades isolées par l’extérieur (ou à isolation intégrée) puis celles à isolation répartie.
– La propriété des constructions à forte inertie thermique est de conserver une température stable et de se réchauffer ou de se refroidir lentement.
Le béton est un matériau à forte inertie thermique.
L’inertie thermique est conditionnée par une propriété appelée capacité thermique (quantité de chaleur mise en réserve lorsque on élève la température de 1°C). Celle du béton est de l’ordre de 2500 kj/(m3.k).
Apports de l’inertie En été : diminution importante
de la température intérieure (confort d’été), permet d’éviter la climatisation si le bâtiment est bien conçu et/ou rafraîchi la nuit.
En demi-saison, récupération des apports solaires gratuits s’ils sont important (gain en confort et réduction de la période de chauffage).
En hiver, le bilan est plus contrasté :
– gain significatif de chauffage pour les bâtiments à occupation continue et avec de forts apports solaires.
– pour les bâtiments à occupation discontinue et surtout si les apports solaires sont faibles, l’inertie peut s’avérer pénalisante.
La RT2005 L’inertie thermique
13MAISON INDIVIDUELLE Produits en béton
>I En savoir plus I Thermique
La théorie
…à l’extérieur De la température, du vent,
de la pluie, de l’humidité, du rayonnement solaire…
…à l’intérieur De la température et de l’humidité (ventilation et production de vapeur d’eau par l’activité humaine)
Dans un mur, la répartition de la température et de l’humidité est en permanente évolution en fonction…
La RT2005 L’hygrothermie
Les conditions optimales de confort :Température de 18 à 20°C, hygrométrie de 40 à 60°C, écart entre la température de surface et l’intérieur : 3°C.
CHAQUE MATÉRIAU EST CARACTÉRISÉ …
… transfert de chaleur :- Conductivité thermique
- Chaleur spécifique
… transfert de vapeur d’eau :- Perméabilité à la vapeur d’eau
- Isotherme d’adsorption
14MAISON INDIVIDUELLE Produits en béton
>I En savoir plus I Thermique
La pratique
Enduit de façade imperméable à
l’eau (pluie) mais très perméable à
la vapeur
Isolant intérieur moins perméable à la vapeur d’eau ou dans certains cas muni d’un pare-vapeur
Maçonnerie en blocs bétonBonnes caractéristiques hygro-thermiques pas de condensation
Diagramme de Mollier Autre configuration possible permettant de profiter pleinement des performances hygrothermiques du béton de bloc (régulateur d’humidité) : enduit de façade perméable à la vapeur d’eau – isolant extérieur perméable à la vapeur d’eau – maçonnerie en béton – enduit ou plaque de plâtre intérieur.
La RT2005 L’hygrothermie