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Outil d'aide à la décision en efficacité énergétique des bâtiments du secteur tertiaire. Réalisé par Architecture et Climat, Faculté d'architecture, d'ingénierie architecturale, d'urbanisme (LOCI), site de Louvain-la-Neuve, Université catholique de Louvain, Belgique avec le soutien de la Wallonie.

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Archives pour la catégorie Enveloppe

Image de l’auteur/autrice Publié par : geoffrey.vanmoeseke 20 Avr, 2024

Impacts environnementaux : focus sur les fenêtres

Dans cette page, nous proposons une comparaison des impacts environnementaux des parois reprises dans la bibliothèque de TOTEM durant l’été 2023, afin d’identifier de bonnes pratiques en termes de choix constructifs. En particulier, nous nous intéressons aux toitures.

Recommandations avant comparaison:

 

Ca change vite

Les bibliothèques TOTEM s’enrichissent régulièrement, les EPD (déclaration environnementale de produit)  se multiplient… L’exercice fait ici est donc vrai pour en un temps t, et l’analyse peut changer rapidement. Cependant, puisqu’il ne s’agit pas de trouver un « meilleur élève », mais d’identifier des tendances, l’exercice vaut la peine.

Travailler à l’échelle de l’élément

Totem préconise la comparaison à partir du niveau hiérarchique correspondant aux éléments, de façon à considérer matériaux mis en œuvre ! En effet, si l’on comparait par exemple deux matériaux non mis en œuvre (deux isolants par exemple), on négligerait l’impact des matériaux additionnels nécessaires à celle-ci (fixation, mortier éventuel,…), et l’on pourrait mal estimer la durée de vie des matériaux, qui elle aussi peut dépendre des conditions de mise en œuvre .

Nous travaillons donc ici sur base des bibliothèques d’éléments prédéfinis dans TOTEM (planchers, murs, toitures,…). Il s’agit donc de bien de discuter de complexes multicouches, et non de matériaux individuellement.

Peut-on comparer des éléments n’ayant pas la même valeur U ?

L’impact environnemental de l’énergie consommée durant la phase d’utilisation de l’élément est pris en compte dans le score environnemental global. Une telle comparaison est donc possible, pour autant que l’on s’en tienne à une comparaison de l’impact sur l’ensemble des étapes du cycle de vie. Cela n’aurait évidemment aucun sens de comparer uniquement la phase de fabrication de parois n’ayant pas la même performance thermique.

Précisons cependant que la méthode de calcul utilisée pour l’évaluation de l’énergie consommée « in use » est discutable car relativement simpliste (méthode des degrés jours), et que l’impact de cette énergie n’est pas le même selon le type de système énergétique considérée (chauffage gaz ? pompe à chaleur ?). Les comparaisons qui sont faite sont donc à nuancer et contextualiser.

Peut-on comparer des éléments n’ayant pas la même durée de vie ?

Si l’on travaille à l’échelle des éléments, TOTEM uniformise les durées de vie à 60 ans, en intégrant un rythme de remplacement des éléments qui ne vivraient pas autant. La comparaison est donc possible.

Si vous voulez en savoir plus sur les hypothèses de calcul de TOTEM, dont la durée de vie, nous vous recommandons la video ci-dessous :

Peut-on comparer des élément n’ayant pas le même statut (Neuf ><Réno) ?

Oui et non. Il est intéressant de regrouper ces deux type d’éléments, pour mettre en évidence l’intérêt relative de la conservation d’éléments ou de composants existants. Mais une fois cela établi, c’est la comparaison d’éléments similaires qui a le plus d’intérêt pratique.

Vue générale sur les fenêtres

Le graphique ci-dessous représente l’ensemble des fenêtres répertoriés dans la bibliothèque TOTEM. En abscisse sont reprises les valeurs U (W/m2K) et en ordonnée le score agrégé de performance environnementale en millipoints par unité fonctionnelle.

Notons d’abord que plusieurs de ces fenêtres ne respectent pas l’exigence minimale U=< 1.5 W/m²K. Si l’on se concentre sur les autres, on remarque ne assez grande variabilité de score environnemental, puisque celui-ci varie entre 43 et 74 mPt/UF.

Comparaison d’éléments : les fenêtres prédéfinies de la bibliothèque TOTEM

Quelles tendances identifier ?

  • Premièrement, les fenêtres avec châssis bois présentent le meilleur score environnemental, que ce soit en simple ou, encore mieux, en triple vitrage. Le bois-alu arrive deuxième, et le PVC troisième. Le châssis aluminium ferme la marche.
  • Deuxièmement, le passage au triple vitrage permet systématiquement d’améliorer le score environnemental global, à matériau de châssis équivalent. L’ordre de grandeur de ce bénéfice est cependant inférieur à celui d’un changement de matériau de châssis. Par exemple, passer d’un châssis aluminium double vitrage à un aluminium triple vitrage vous fera gagner une dizaine de millipoints, alors que le passage vers un châssis bois double vitrage vous en fait gagner près de 20.

Attention cependant, ce chapitre de la bibliothèque TOTEM ne contient que peu de points. L’analyse sera donc à refaire lorsque cette bibliothèque se sera enrichie.

Vers une trop grande complexité de vitrages ?

Pour compléter l’analyse générale ci-dessous, nous pouvons nous trouver vers les recherche du dr. Jean Souviron((Jean Souviron. Glazing Beyond Energy Efficiency: An Environmental Analysis of the Socio-Technical Trajectory of Architectural Glass. Architecture, space management. Université Libre de Bruxelles (U.L.B.), Belgium, 2022. English.)), dont la thèse de doctorat porte sur l’analyse de cycle de vie des vitrages. En particulier, il analyse la tendance à la complexification des technologies de vitrages ces dernières décennies (doublement puis triplement des feuilles de verre, ajout de couches basses émissivité, remplissages gazeux, etc.) et s’interroge sur le bilan environnemental de ces vitrages dans un scénario de rénovation énergétique de bureaux : est-ce que les bénéfices des ces technologies lors de l’utilisation du bâtiment surpassent le coût environnemental d’une production plus complexe ? Ceci en se basant sur une analyse détaillée des cycles de production et des potentiels de récupérations et recyclage des vitrages.

Pour vous la faire courte, voici ses principales conclusions :

  • le meilleur vitrage est … celui qu’on ne produit pas. avant de se questionner sur quel vitrage pour remplacer ceux en fin de vie, il convient de se pencher sur la nécessité de ces vitrages, dnas une logique de réduction globale des quantités de matières utilisées. A noter cependant qu’il centre sont travail sur la rénovation des murs rideaux, pour lesquels effectivement la quantité de verre peut être mise en question. La situation est différente pour une architecture de fenêtres.

The most significant (impact) would be to minimise the production of flat glass due to the energy-intensive nature of float plants and their dependence on fossil fuels.

  • l’impact environnemental des vitrages est grevé par une grande difficulté à recycler les produits développés aujourd’hui, principalement du fait des difficultés à dissocier les composants des complexes de vitrage.

This means that the design of insulating glass units itself should be revised so that they provide sufficient acoustic and thermal insulation, while the materials from which they are made can be easily separated.

  • Sur la valeur ajoutée des vitrages « complexes », il pointe l’énorme incertitude qui entoure les analyses de cycle de vie actuelles, dans un contexte climatique changeant, un mix énergétique en transition, une variété d’hypothèses d’utilisation et de gains internes ou de systèmes HVAC et, potentiellement, une remise en question des ambiances intérieures à maintenir dans les bâtiments à l’avenir.

If the hypotheses and the definition of the life cycle scenarios can significantly change the conclusions of an LCA, how can the uncertainties related to the socio-technical trajectory of buildings be better taken into account?

  • Pour en venir au choix des complexes de vitrage dans une situation donnée, ses résultats indiquent une … équivalence de consommations énergétique globale pour les simples (sg), double (dg) et triples vitrages (tg). Signe que les vraies pistes de réduction d’impact ne sont peut-être pas dans un choix de technologie.
Figure 4.29 de la thèse du dr. Jean Souviron, montrant la consommation d’énergie totale sur le cycle de vie de différentes solutions de vitrages simple (sg), double (dg) ou triple (tg), pour une application de bureau et différentes solutions d’ombrage

Incohérent avec ce qui précède ? Non, nous ne le pensons pas. L’incertitude des analyses de cycle de vie est aujourd’hui encore grande, tout le monde le reconnais. Des résultats non convergents sont donc « attendus ». A ce stade des connaissances, les ACV peuvent donner des indications, pas des certitudes. Et dans le cas présent, concluons qu’aucune tendance claire en fonction de l’une ou l’autre technologie ne se dégage au niveau des vitrages « classiques » (résultats du dr. Souviron) et qu’au niveau des châssis, le bois semble tirer son épingle du jeu (résultats TOTEM).

Cet article a été révisé pour la dernière fois en été 2023. Les données et analyses présentées reflètent l’état des connaissances et des ressources disponibles à ce moment-là. Le domaine de la construction et de l’évaluation environnementale évoluant rapidement, nous encourageons nos lecteurs à vérifier si des mises à jour ou des compléments d’information ont été publiés depuis.

Image de l’auteur/autrice Publié par : geoffrey.vanmoeseke 4 Avr, 2024

Impacts environnementaux : focus sur les toitures

Dans cette page, nous proposons une comparaison des impacts environnementaux des parois reprises dans la bibliothèque de TOTEM durant l’été 2023, afin d’identifier de bonnes pratiques en termes de choix constructifs. En particulier, nous nous intéressons aux toitures.

Recommandations avant comparaison

Ca change vite

Les bibliothèques TOTEM s’enrichissent régulièrement, les EPD (déclaration environnementale de produit)  se multiplient… L’exercice fait ici est donc vrai pour en un temps t, et l’analyse peut changer rapidement. Cependant, puisqu’il ne s’agit pas de trouver un « meilleur élève », mais d’identifier des tendances, l’exercice vaut la peine.

Travailler à l’échelle de l’élément

Totem préconise la comparaison à partir du niveau hiérarchique correspondant aux éléments, de façon à considérer matériaux mis en œuvre ! En effet, si l’on comparait par exemple deux matériaux non mis en œuvre (deux isolants par exemple), on négligerait l’impact des matériaux additionnels nécessaires à celle-ci (fixation, mortier éventuel,…), et l’on pourrait mal estimer la durée de vie des matériaux, qui elle aussi peut dépendre des conditions de mise en œuvre .

Nous travaillons donc ici sur base des bibliothèques d’éléments prédéfinis dans TOTEM (planchers, murs, toitures,…). Il s’agit donc de bien de discuter de complexes multicouches, et non de matériaux individuellement.

Peut-on comparer des éléments n’ayant pas la même valeur U ?

L’impact environnemental de l’énergie consommée durant la phase d’utilisation de l’élément est pris en compte dans le score environnemental global. Une telle comparaison est donc possible, pour autant que l’on s’en tienne à une comparaison de l’impact sur l’ensemble des étapes du cycle de vie. Cela n’aurait évidemment aucun sens de comparer uniquement la phase de fabrication de parois n’ayant pas la même performance thermique.

Précisons cependant que la méthode de calcul utilisée pour l’évaluation de l’énergie consommée « in use » est discutable car relativement simpliste (méthode des degrés jours), et que l’impact de cette énergie n’est pas le même selon le type de système énergétique considérée (chauffage gaz ? pompe à chaleur ?). Les comparaisons qui sont faite sont donc à nuancer et contextualiser.

Peut-on comparer des éléments n’ayant pas la même durée de vie ?

Si l’on travaille à l’échelle des éléments, TOTEM uniformise les durées de vie à 60 ans, en intégrant un rythme de remplacement des éléments qui ne vivraient pas autant. La comparaison est donc possible.

Si vous voulez en savoir plus sur les hypothèses de calcul de TOTEM, dont la durée de vie, nous vous recommandons la video ci-dessous :

Peut-on comparer des élément n’ayant pas le même statut (Neuf ><Réno) ?

Oui et non. Il est intéressant de regrouper ces deux type d’éléments, pour mettre en évidence l’intérêt relative de la conservation d’éléments ou de composants existants. Mais une fois cela établi, c’est la comparaison d’éléments similaires qui a le plus d’intérêt pratique.

Vue générale sur les toitures plates

Le graphique ci-dessous représente l’ensemble des toitures plates répertoriés dans la bibliothèque TOTEM. En abscisse sont reprises les valeurs U (W/m2K) et en ordonnée le score agrégé de performance environnementale en millipoints par unité fonctionnelle de chaque complexe de paroi.

Avant de commencer, pointons qu’un élément en béton cellulaire affichant un score dépassant les 250 mPt/UF a été supprimé du graphique. Alors que tous les autres éléments restent sous la barre des 100 mPt / UF, celui-là venait écraser les résultat et complexifier la lecture.

Cet élément (ID ET969) a été fortement impacté par une récente mise à jour, qui l’a fait passer 13,95 mPt/UF à 256,84 mPt/UF. Il est donc passé du « podium » à « l’élimination ».

Comparaison d’éléments : les toitures plates prédéfinies de la bibliothèque TOTEM

Qu’observons nous ?

  • Les éléments de charpente en bois scorent généralement mieux que les charpente en acier ou en béton. Sachant que le bois a cette capacité de stocker du CO2 pendant une partie de son cycle de vie, ce meilleur score par rapport à d’autre éléments structurels en maçonnerie ou métallique était attendu. On ne voit pas ici les nuances qu’il a fallu apporter dans l’analyse des murs extérieures à ossature bois.
  • Indépendamment du cas exceptionnel pointé plus haut, les éléments préfabriqués en béton (Dalle TT ou poutres en béton précontraint) affichent des scores variables dont certains voisins de bons profilés de charpente en bois. Par exemple, l’élément ET270 « TP_Dalle TT_Béton précontraint_BIB_Neuf_01 » affiche un score respectable de 15,4 mPt/UF, très proche de l’élément ET286 « TP_Solives et arbalétriers_Bois résineux_BIB_Neuf_04 » pour un même U= 0.23 W/m²K.

Podium des toitures plates

Voici les trois compositions de paroi présentant le meilleur score environnemental parmi les toitures plates :

  • Une toiture avec profilés FIJ et flocons de cellulose (référence TOTEM : TP_Profilés FJI 350_Bois lamellé_BIB_Neuf_01, ID  ET275) : U=0.13 W/m²K pour 9,9 mPt/UF et 28cm
C1 : Feuille d’étanchéité en EPDM ; C2 : Panneau de laine de roche (60 mm) ; C3 : Feuille d’étanchéité PP – LDPE ; C4 : Panneau OSB vissé ; C5 : Profilés en bois résineux ; C6 : couche composée : Profilés FJI 350 en bois lamellé – OSB (5%), combiné à des flocons de cellulose (95%) (240 mm) ; C7 : Lattes en bois résineux ; C8 : Panneau en plâtre ; C9 : Peinture acrylique
  • Une toiture avec solives en bois résineux et flocons de cellulose (référence TOTEM TP_Solives bois résineux_BIB_Neuf_02, (ID  ET273) : U=0.17 W/m² K pour 11,42 mPt/UF et 39 cm
C1 : Feuille d’étanchéité en EPDM ; C2 : Panneau de laine de roche (60 mm) ; C3 : Feuille d’étanchéité PP – LDPE ; C4 : Panneau OSB vissé ; C5 : Profilés en bois résineux ; C6 : couche composée : solives en bois résineux (22%), combiné à flocons de cellulose (78%) (225 mm) ; C7 : Lattes en Bois résineux ; C8 : Panneau en plâtre ; C9 : Peinture acrylique
  • Une variante de la précédente avec isolation en laine de roche uniquement par au-dessus (référence TOTEM TP_Solives bois résineux_BIB_Neuf_04, ID  ET286) : U=0.23 W/m²K pour 14,09 mPt/UF et 46cm

 

C1 : Feuille d’étanchéité EPDM ; C2 : Panneau de laine de roche (130 mm) ; C3 : Feuille d’étanchéité PP – LDPE ; C4 : Panneau OSB vissé ; C5 : Profilés en bois résineux ; C6 : Solives en bois résineux ; C7 : Lattes en bois résineux ; C8 : Panneau en fibre-gypse ; C9 : Papier peint

 

Le trio de tête est donc constitué de parois bois, et deux d’entre elles proposent une isolation en flocons de cellulose. Mais il nous semble nécessaire de mentionner que le 4ème meilleur score est atteint par une paroi béton (Référence TOTEM : TP_Dalle TT_béton précontraint_BIB_Neuf_01,  ID  ET273) : U=0.24 W/m²K pour 15,4 mPt/UF et 53cm:

C1 : Feuille d’étanchéité EPDM ; C2 : Panneau PUR (100 mm) ; C3 : Feuille d’étanchéité en bitume ; C4 : Enduit épais en béton maigre ; C5 : Béton coulé sur site ; C6 : Dalle TT en béton précontraint ; C7 : Enduit épais en plâtre ; C8 : Peinture acrylique

 

Vue générale sur les toitures en pente

Comparaison d’éléments : les toitures en pente prédéfinies de la bibliothèque TOTEM

On retrouve ici des éléments d’analyse similaires à ceux des murs extérieurs :

  • Il n’y a pas de corrélation évidente entre niveau U et score environnemental. Si les toitures « passives » (U<0,15W/m2K) ont de bons résultats environnementaux, on trouve également des parois à U=0,15W/m2K dont le score est très haut.
  • Les ossatures métalliques sont globalement à exclure.
  • Les ossatures bois présentent une grande variété de scores, signe que le mode constructif ne fait pas tout.
  • Plus spécifique aux toitures : les fermes semblent plus intéressantes que les fermettes.

Podium des toitures en pente

Voici les trois compositions de paroi présentant le meilleur score environnemental parmi les toitures inclinées :

  • Une toiture « passive » avec profilés FJI et laine de roche (référence TOTEM TI_Fermes en forme de A_Bois résineux_BIB_Neuf_02, ID  ET298) : U=0.11 W/m²K pour 8.54 mPt/UF et 68cm
C1 : Tuiles céramique non émaillée ; C2 et C3 : Lattes en bois résineux ; C4 : Panneau en fibre de bois ; C5 : Couche composée : profilés FJI en bois lamellé (5%), combiné à un matelas de laine de roche (95%) (360 mm) ; C6 : Poutres en bois résineux ; C7 : Feuille d’étanchéité PP – LPDE ; C8 : Lattes en bois résineux ; C9 : Panneau en plâtre ; C10 : Peinture acrylique
  • Une toiture avec profilés FJI et flocons de cellulose (référence TOTEM TI_Fermes en forme de A_Bois résineux_BIB_Neuf_03, ID  ET299) : U=0.17 W/m²K pour 9.23 mPt/UF et 56 cm
C1 : Tuiles céramique non émaillée ; C2 et C3 : Lattes en bois résineux ; C4 : Panneau en fibre de bois ; C5 : Couche composée : profilés FJI en bois lamellé (5%), combiné à un matelas de laine de roche (95%) (240 mm) ; C6 : Poutres en bois résineux ; C7 : Feuille d’étanchéité PP – LPDE ; C8 : Lattes en bois résineux ; C9 : Panneau en plâtre ; C10 : Peinture acrylique
  • Une toiture avec profilés FJI et laine de verre (référence TOTEM TI_Pannes bois résineux_BIB_Neuf_15, ID  ET323) : U=0.24 W/m²K pour 10.24 mPt/UF et 48 cm
C1 : Tuiles céramique non émaillée ; C2: Lattes en bois résineux ; C3 : Feuille d’étanchéité PE ; C4 : Panneau de toiture ouvert : 12mm particules + 170mm laine de verre ; C5 : Papier peint ; C6 : Poutres en bois résineux

Ces parois sont assez proches dans leur nature, la principale différence étant le choix du matériau isolant, avec le matelas de laine de roche (360mm) en pole position, devant la cellulose (240mm) et la laine de verre (170mm). Notons que les valeurs U atteintes ne sont pas identiques, la meilleur paroi étant aussi la plus isolante (U=0,11 W/m2K).

Cet article a été révisé pour la dernière fois en été 2023. Les données et analyses présentées reflètent l’état des connaissances et des ressources disponibles à ce moment-là. Le domaine de la construction et de l’évaluation environnementale évoluant rapidement, nous encourageons nos lecteurs à vérifier si des mises à jour ou des compléments d’information ont été publiés depuis.

Image de l’auteur/autrice Publié par : geoffrey.vanmoeseke 4 Avr, 2024

Impacts environnementaux : focus sur les murs extérieurs

Dans cette page, nous proposons une comparaison des impacts environnementaux des parois reprises dans la bibliothèque de TOTEM durant l’été 2023, afin d’identifier de bonnes pratiques en termes de choix constructifs. En particulier, nous nous intéressons aux murs extérieurs.

Recommandations avant comparaison

Ca change vite

Les bibliothèques TOTEM s’enrichissent régulièrement, les EPD (déclaration environnementale de produit) se multiplient… L’exercice fait ici est donc vrai pour en un temps t, et l’analyse peut changer rapidement. Cependant, puisqu’il ne s’agit pas de trouver un « meilleur élève », mais d’identifier des tendances, l’exercice vaut la peine.

Travailler à l’échelle de l’élément

Totem préconise la comparaison à partir du niveau hiérarchique correspondant aux éléments, de façon à considérer matériaux mis en œuvre ! En effet, si l’on comparait par exemple deux matériaux non mis en œuvre (deux isolants par exemple), on négligerait l’impact des matériaux additionnels nécessaires à celle-ci (fixation, mortier éventuel,…), et l’on pourrait mal estimer la durée de vie des matériaux, qui elle aussi peut dépendre des conditions de mise en œuvre .

Nous travaillons donc ici sur base des bibliothèques d’éléments prédéfinis dans TOTEM (planchers, murs, toitures,…). Il s’agit donc de bien de discuter de complexes multicouches, et non de matériaux individuellement.

Peut-on comparer des éléments n’ayant pas la même valeur U ?

L’impact environnemental de l’énergie consommée durant la phase d’utilisation de l’élément est pris en compte dans le score environnemental global. Une telle comparaison est donc possible, pour autant que l’on s’en tienne à une comparaison de l’impact sur l’ensemble des étapes du cycle de vie. Cela n’aurait évidemment aucun sens de comparer uniquement la phase de fabrication de parois n’ayant pas la même performance thermique.

Précisons cependant que la méthode de calcul utilisée pour l’évaluation de l’énergie consommée « in use » est discutable car relativement simpliste (méthode des degrés jours), et que l’impact de cette énergie n’est pas le même selon le type de système énergétique considérée (chauffage gaz ? pompe à chaleur ?). Les comparaisons qui sont faite sont donc à nuancer et contextualiser.

Peut-on comparer des éléments n’ayant pas la même durée de vie ?

Si l’on travaille à l’échelle des éléments, TOTEM uniformise les durées de vie à 60 ans, en intégrant un rythme de remplacement des éléments qui ne vivraient pas autant. La comparaison est donc possible.

Si vous voulez en savoir plus sur les hypothèses de calcul de TOTEM, dont la durée de vie, nous vous recommandons la video ci-dessous :

Peut-on comparer des élément n’ayant pas le même statut (Neuf ><Réno) ?

Oui et non. Il est intéressant de regrouper ces deux type d’éléments, pour mettre en évidence l’intérêt relative de la conservation d’éléments ou de composants existants. Mais une fois cela établi, c’est la comparaison d’éléments similaires qui a le plus d’intérêt pratique.

Vue générale

Le graphique ci-dessous représente l’ensemble des murs extérieures (79) répertoriés dans la bibliothèque TOTEM. En abscisse sont reprises les valeurs U (W/m2K) et en ordonnée le score agrégé de performance environnementale en millipoints par unité fonctionnelle de chaque complexe de paroi.

Les différents types de murs extérieurs sont regroupés selon le matériau de l’élément porteur du mur. Par exemple, on retrouve un groupe (vert) d’ossatures bois, un groupe (rouge) de mur en maçonnerie composé de briques isolantes, un groupe (bleu) de mur dont l’ossature est de l’acier, … Les points violets – de plus petite taille que les autres points colorés – représentent les complexes de parois de type RENO. Il s’agit dans ce cas-ci de murs extérieurs en briques.

Comparaison d’éléments : les 79 murs extérieurs prédéfinis de la bibliothèque TOTEM

Que peut-on observer en première lecture ?

  • Presque tous les murs issus de la bibliothèque TOTEM ont des valeurs U réglementaires ou améliorées. La bibliothèque est donc composée d’éléments prédéfinis représentatifs de parois neuves ou lourdement rénovées mais non représentatives du bâti « à rénover ». Pour le devenir, ces éléments prédéfinis sont modifiables par l’utilisateur lorsque ceux-ci sont mobilisés au sein d’un projet. En consultation (en lecture seule), il ne sont pas modifiables. La volonté de Totem est d’étoffer des éléments prédéfinis « reno » présents dans la bibliothèque, mais à l’heure actuelle ces éléments sont encore marginaux.
  • Les scores environnementaux sont assez dispersées mais on pressent l’émergence de certains clusters. Les éléments en ossature acier (points bleus) apparaissent d’emblée comme les « moins bons élèves » tandis que les points représentant des éléments en lamellé-collé, des éléments en briques, des éléments en ossature bois, des éléments de maçonnerie constitués de blocs creux s’agglutinent dans le « bon peloton ». Ce peloton correspond aux points qui tendent à rejoindre le bas du graphique, entre 10 et 20 mPt/UF.
  • Les éléments situés vers le coin inférieur gauche du graphique conjuguent un faible impact environnemental (score bas en mPt) ainsi qu’une petite valeur U (bonne isolation). On voit que les parois les plus isolées ne sont pas nécessairement les moins impactantes, sans pour autant moins bien « performer » que les autres, signe que la question de l’impact environnemental ne se limite pas à une question d’isolation : les autres éléments de la paroi ont un rôle important dans la discussion.

Il ne faut néanmoins pas aller trop vite sur l’idée de clusters. Si certains groupes de parois semblent se distinguer par des impacts relativement faibles (lamellé-collé, briques), on voit bien que tous les éléments d’une même sous-catégorie ne scorent pas de façon homogène. Comme l’atteste par exemple cet élément en lamellé-collé qui se détache du « bon peloton » et affiche un score plus impactant.

Zoom sur les parois PEB conformes

Intéressons-nous maintenant aux éléments présentant une bonne valeur U proche de la réglementation actuelle ( < ou égal 0,24 W/m²K).

Le graphique ci-dessous présente un zoom sur quelques « brochettes » d’éléments tirées de la figure précédente, constituées d’empilements d’éléments autour des valeurs U suivantes: 0.22 W/m²K, 0.23 W/m²K et 0.24 W/m²K.

Comparaison de murs extérieurs présentant un U proche de la réglementation en vigueur.

On constate d’emblée un empilement hétérogène des valeurs qui ne permet pas de tirer de grandes généralité. Des supposés « bons élèves » peuvent présenter un score très haut. On s’attendrais par exemple à ce que toutes les parois « bois » aient un score en mPt/UF bas, mais ce n’est pas le cas.

Il faut regarder en détail afin d’identifier dans leur groupe respectif les parois qui se distinguent de façon trop impactantes. Par exemple, dans le groupe des éléments en ossature bois, celles qui ont un score haut le doivent à chaque fois à une des couches du complexe de paroi (une isolation en laine de mouton, un bardage plastique ou des profilés alu pour plaques de revêtement en céramique émaillée). Une première conclusion s’impose: il ne suffit pas de définir l’élément structurel de la paroi pour atteindre un faible score, mais de bien réfléchir le complexe de paroi dans son ensemble.

Ceci dit, les ossatures d’acier se distinguent assez nettement dans le haut de la pile (allant de 28 à 71 mPt/UF), du fait de l’impact très lourd de la production de l’acier…

Podium

Le meilleur élément de la figure est ce point mauve apparaissant à la base de la « brochette » 0.22 W/m²K). Il s’agit d’une paroi de briques pleines en terre cuite « Reno ». Cela veut dire que certains composants de cet élément n’ont pas le même statut que celui de la majorité des éléments prédéfinis : les phases de production et chantier ne sont pas considérées pour ceux-ci. C’est donc une situation particulière.

En dehors de ce cas particulier, les éléments sur le podium sont :

  • une structure en lamellé-collé isolée en cellulose et avec un enduit extérieur posé sur un panneau de fibre de bois (référence TOTEM : ME_Profilés FJI 250_Bois lamellé_BIB_Neuf_02, ID ET44) : U=0.17 W/m²K pour 9,68 mPt/UF et 32 cm
C1 : Enduit épais : enduit traditionnel; C2 : Panneau de fibre de bois (18 mm); C3 : Couche composée : Profilés FJI 250 (5%), combinés à des flocons de cellulose insufflé sur site (95%) (240 mm); C4 : Panneau OSB vissé; C5 : Feuille d’étanchéité PP – PE; C6 : Lattes en bois résineux; C7 : Panneau en plâtre; C8 : Peinture acrylique
  • La paroi « biosourcée » type : Une ossature bois isolée par ballots de paille, avec enduits d’argile intérieures et extérieures (référence TOTEM : ME_Ossature_Bois résineux_BIB_Neuf_01, ID  ET103) : U=0.14 W/m² K pour 9,98 mPt / UF et 53 cm
C1 : Enduit épais : Mortier de chaux-trass ; C2 : Couche composée : Ossature en bois résineux (11%), combinés à des ballots de paille (89%) (480 mm) ; C3 : Enduit à l’argile
  • Une paroi maçonnée avec isolé collé EPS et revêtement en plaquette (référence TOTEM : ME_Briques isolantes_terre cuite_BIB_Neuf_09, ID  ET77) : U=0.22 W/m²K pour 11,17 mPt / UF et 33 cm
C1 : Plaquettes de terre cuite ; C2 : Enduit épais ; C3 : Panneau EPS (150 mm) ; C4 : Briques isolantes en terre cuite ; C5 : Enduit plâtre ; C6 : Papier peint

 

Maçonnerie ou ossature bois ?

La présence d’une paroi en maçonnerie dans notre podium invite à s’intéresser plus largement au nuage de points rouges. Celui-ci performe plutôt bien, chacun de ces points étant situés à la base de chaque « brochette ». La construction en maçonnerie n’est pas antinomique avec réduction d’impact environnemental global.

Le graphique suivant reprend l’ensemble des parois en maçonnerie de briques isolantes et des parois ossature bois, pour comparaison.

Comparaison d’éléments à base briques isolantes ou d’ossature bois

Difficile de tirer une généralité, mais nous voyons que certains éléments en ossature-bois affichent des scores intéressants, à la fois en terme de performance environnementale et de performance énergétique. Ceux-là présentent des isolations en paille, laine de roche ou cellulose). Mais d’autres sont bien moins intéressant. Le point isolé (44mPt/UF) présente une isolation en granulés de liège expansé, mais ne nous y laissons pas prendre : ce n’est nullement la couche isolante qui est impactante dans cet élément, mais bien la couche de revêtement intérieure en céramique ! Le graphique affichant le détail par composant est très instructif en la matière lorsqu’il s’agit de se rendre compte de ce qui est impactant au sein de l’élément.

Nous constatons également que le nuage de points des parois en briques isolantes est relativement homogène avec un score qui s’échelonne entre 11 mPt/UF pour celle isolée avec de l’EPS (polystyrène expansé) et 16 mPt /UF pour celle isolée en XPS (polystyrène extrudé). Cette famille a donc l’avantage d’une relative prévisibilité des performances. Par contre, elle présente un moindre potentiel de réemploi des composants, vu l’emploi fréquent de colles pour les isolants et revêtements.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Gregory Leonard 7 Nov, 2023

Améliorer le confort thermique en été via notamment l’isolation des parois

L’importance de l’isolation thermique dans les bâtiments tertiaires ne fait aucun doute, non seulement pour réduire la consommation d’énergie, mais aussi pour créer un environnement intérieur confortable tout au long de l’année. Cependant, une question se pose : est-ce que certains matériaux isolants offrent un meilleur confort thermique en été que d’autres ?

C’est l’un des arguments de vente de certains fabricants. La capacité thermique de leurs isolants étant plus élevée, ils contribueraient à augmenter le déphasage thermique et donc le confort d’été.

Théoriquement, la vitesse de propagation de la chaleur dépend de la conductivité thermique (W/m.K) et de la capacité thermique volumique (J/m3.K) de la paroi. L’augmentation de température de la paroi intérieure survient donc après un certain laps de temps, appelé déphasage, et de manière atténuée, grâce à l’isolation.

Définition : Capacité thermique

Quantité de chaleur nécessaire pour élever d’un degré (Kelvin) la température d’un m3 de matériau.

La capacité thermique d’un matériau est la quantité de chaleur nécessaire pour élever d’un degré (Kelvin) la température d’un mètre cube (m³) de ce matériau. Elle est le produit de la masse volumique (exprimée en kg/m³) et de la chaleur spécifique Cp  (exprimée en J/kg.K).

Pour éclaircir cette question, le CSTC (Centre Scientifique et Technique de la Construction, connu désormais sous le nom de Buildwise) a réalisé une simulation dynamique de la variation de la température dans une pièce sous toiture isolée, en utilisant des matériaux ayant des capacités thermiques différentes, tout en étant soumise à un épisode de canicule de 15 jours.

pièce sous toiture isolée

Exemple de deux isolants similaires au point de vue de leur conductivité thermique mais fort différents quant à leurs capacités thermiques

Isolant

 Conductivité thermique

(W/m.K)

 Masse volumique

(kg/m3)

 Chaleur spécifique

Cp (J/kg.K)

 Capacité thermique volumique

(J/m3.K)
Laine de bois 0,039 55 2000 110
Laine minérale 0,035 25 1030 26

Les conclusions du CSTC (Buildwise) indiquent que, bien que le déphasage et le confort en été augmentent en fonction de  l’épaisseur de l’isolant, lorsque l’épaisseur d’isolant et la conductivité thermique sont équivalentes, l’impact de la capacité thermique du matériau utilisé reste relativement faible, en particulier par rapport à d’autres paramètres à prendre en compte.

Outre les propriétés intrinsèques des matériaux, voici les éléments qui ont le plus d’influence sur le confort thermique en été dans les bâtiments tertiaires :

  • L’épaisseur de l’isolant (et sa conductivité thermique) ;
  • Les protections solaires extérieures pouvant limiter l’apport solaire ;
  • La mise en place d’une ventilation nocturne intensive pour faire baisser la température intérieure ;
  • La réduction des sources internes de chaleur ;
  • La présence d’une masse thermique élevée et accessible, telle que le plafond ou le sol, qui contribue à l’inertie thermique du bâtiment.

Ces facteurs jouent un rôle essentiel pour assurer un confort thermique optimal en été dans les bâtiments tertiaires, qu’il s’agisse de rénovations, de constructions neuves ou simplement de la gestion quotidienne de l’énergie.

Article réalisé par l’ICEDD (Institut de Conseil et d’Etudes en Développement Durable) – https://www.icedd.be/.

Référence :

Dossiers du CSTC – N° 3/2010 – Cahier n°6 – Capacité thermique des isolants et risque de surchauffe

 

noeud constructif - energie plus Belgique
Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie Rouche 7 Mai, 2019

Traiter les nœuds constructifs en rénovation

Traiter les nœuds constructifs en rénovation

Généralités

Lorsqu’on construit un bâtiment neuf bien isolé, il est important de réaliser des nœuds constructifs thermiquement acceptables (PEB-conformes) en assurant la continuité de la couche isolante, en interposant des éléments isolants, ou en prolongeant au maximum le chemin que la chaleur doit parcourir avant d’atteindre l’extérieur.

En rénovation, le renforcement de l’isolation thermique des parois accentue l’impact relatif des déperditions par les nœuds constructifs s’ils ne sont pas traités. Dans ce cas, rendre les nœuds constructifs thermiquement performants peut se révéler difficile. La difficulté dépendra essentiellement de la méthode d’isolation a posteriori choisie :

Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie Rouche 11 Avr, 2019

Nœuds constructifs dans le cadre d’une transformation

Comment éviter les ponts thermiques dans l’enveloppe d’une école rénovée ?

L’école de Bütgenbach après les travaux.
L’école de Bütgenbach après les travaux (Source MATRICIEL).

Une école à Bütgenbach a été complètement transformée entre 2013 et 2015. Les travaux ont été réalisés dans le cadre de l’action Bâtiment Exemplaire en Wallonie. Toutes les mesures raisonnables ont été prises pour rendre ce bâtiment le plus performant possible en matière d’utilisation rationnelle de l’énergie.

L’enveloppe a donc été particulièrement bien isolée. Les techniques d’isolation d’un bâtiment existant sont souvent complexes et les raccords entre les parois délicats à réaliser. Comment ces nœuds constructifs ont-ils été conçus pour réduire les risques de ponts thermiques

Introduction

En 2013, il a été décidé de rénover une partie des bâtiments de l’école de Bütgenbach devenus vétustes et d’y adjoindre une salle de sport. Un des bâtiments existants sera, quant à lui, transformé en ferme didactique. Le projet a été confié au bureau des architectes associés Damien Franzen, Olivier Henz, Eddy Wertzet Madeline Demoustier– FHW.

A l’école communale fondamentale existante, a été intégrée une école spéciale d’un village voisin.
La Région germanophone de Belgique a en effet décidé de mettre ainsi en pratique la pédagogie d’inclusion des enfants handicapés. Terminée, l’école accueillera 350 enfants.

Le maître de l’ouvrage a la volonté que les bâtiments neufs et rénovés répondent au standard passif, c’est-à-dire que le besoin en chauffage soit inférieur à 15 kWh/m².an et que l’étanchéité à l’air atteigne un niveau n50 ≤ 0.6 vol/h. Pour cela, il est indispensable d’isoler thermiquement les parois extérieures et de rendre celles-ci le plus étanche possible à l’air. Si pour les bâtiments neufs cela ne pose généralement pas de problème, c’est par contre beaucoup plus difficile en rénovation à cause de la nécessité d’adapter les solutions techniques à la configuration des éléments existants conservés notamment à l’endroit des raccords et liaisons.

Le bâtiment

L’organisation intérieure des locaux a été complètement revue pour que les classes anciennement orientées vers la cour de récréation bruyante soient réorientées vers d’autres directions.

Un nouveau volume annexe, situé entre la cours de récréation et les deux bâtiments principaux, liaisonne ces deux ci tout en donnant accès aux différents locaux.
Une nouvelle salle de sport est construite de l’autre côté de la cours de récréation de manière à former avec les bâtiments de classes un U autour de la cour de récréation.

Les locaux ont également été adaptés pour répondre à certaines exigences liées aux caractéristiques d’une école spéciale dans le domaine thérapeutique (kinésithérapie, ergothérapie, logopédie, …)

Plan du bâtiment, situation existante.
Situation existante.

A : Cour de récréation

  1. Bâtiment de classes à transformer
  2. Bâtiment de classes à transformer
  3. Bâtiment RTG à transformer en ferme didactique
  4. Bâtiment RTG à démolir
  5. Restaurant à conserver
  6. Centre PMS à conserver
Avant les travaux – la cour de récréation et les bâtiments 1 et 2.
Avant les travaux – la cour de récréation et les bâtiments 1 et 2 (source : FHW)
Avant les travaux – le bâtiment 3 (RTG), future ferme didactique. (source : FHW)
Maquette du projet (source arch. FHW).

A : Cour de récréation

  1. Bâtiment de classes transformé
  2. Bâtiment de classes transformé
  3. S : Nouvelle salle de sport
  4. L : Nouvelle liaison entre les bâtiments de classes

La ferme didactique n’est pas visible

Plan du rez-de-chaussée.
  • En bleu : Existant transformé
  • En rouge : Parties neuves

Les différents modes d’isolation prévus

Les techniques d’isolation ont dû être adaptées à chaque cas particulier. Etant donné qu’il s’agit d’une rénovation comprenant des bâtiments existants de types différents et des parties totalement neuves, le nombre de solutions adoptées est très élevé. Ainsi, on compte 13 compositions de toitures différentes, 18 compositions de murs et 8 compositions de planchers inférieurs.

Nous allons seulement en étudier une partie, les plus significatives en surface. Dans tous les cas, les performances atteintes en matière d’isolation sont très élevées.

1. Isolation par l’extérieur de façade existante à l’aide de 30 cm de mousse de polystyrène expansé recouverte d’un crépi (850 m²)

Schéma explicatif sur l'isolation par l’extérieur couverte d’un crépi.
Isolation par l’extérieur couverte d’un crépi.
  1. Mur existant
  2. 30 cm de mousse de polystyrène (EPS)
  3. Crépi
Copie d'écran du calcul du coefficient de transmission thermique U (logiciel PEB).
Calcul du coefficient de transmission thermique U à l’aide du logiciel PEB.
Photo de la façade existante avant travaux.
Façade existante.
Photo de la mise en place de l'isolation.
30 cm de mousse de polystyrène expansé (EPS).
Photo de la mise en place du crépi.
Crépissage.
Photo de la façade terminée.
La façade terminée.

2. Isolation par l’extérieur de façade existante à l’aide de 16 cm de mousse de polyuréthane en deux couches croisées dans des structures en bois recouvertes d’un bardage en ardoises artificielles (530 m²)

Schéma explicatif de l'Isolation par l’extérieur avec bardage.
Isolation par l’extérieur couverte d’un bardage.
  1. Mur existant
  2. Montants 60 x 100
  3. 10 cm de mousse de polyuréthane entre montants en bois
  4. 6 cm de mousse de polyuréthane en continu
  5. Lattage vertical 24 x 48
  6. Lattage horizontal 24 x 48 et bardage en ardoises artificielles
Copie d'écran du calcul du coefficient de transmission thermique U (logiciel PEB).
Calcul du coefficient de transmission thermique U à l’aide du logiciel PEB.
Photo de la façade existante avant travaux.
La façade existante.
Photo de la façade existante durant les travaux.
La façade durant les travaux.
Photo de la façade façade isolée terminée.
La façade isolée terminée.

3. Isolation par l’extérieur de façade existante par placement d’une contre-paroi à ossature bois remplie de 36 ou 40 cm de flocons de cellulose qui ferme également les baies existantes non conservées. (200 m²)

Schéma explicatif du mur rideau à ossature bois.
Mur rideau à ossature bois.
  1. Panneau intérieur en OSB
  2. Montants d’ossature en bois 360 mm en forme de I
  3. 36 cm de cellulose insufflée entre montants en bois
  4. Panneau extérieur en OSB
  5. Lattage vertical 24 x 48
  6. Lattage horizontal 24 x 48 et bardage en ardoises artificielles

Calcul du coefficient de transmission thermique U à l’aide du logiciel PEB.

Photo de la façade existante avant travaux.
La façade avant les travaux.
Photo de la pose des caissons.
La pose des caissons.
Photo de la façade isolée terminée.
La façade isolée terminée.

4. Isolation par l’extérieur de nouvelle façade en pré-mur de béton de la salle de sport à l’aide de 20 cm de mousse de polyuréthane en deux couches croisées dans des structures en bois recouvertes d’un bardage en plaques de fibre-ciment (400 m²)

Schéma explicatif sur l'isolation par l’extérieur avec bardage.
Isolation par l’extérieur couverte d’un bardage.
  1. Nouveau mur en béton coulé entre pré-murs
  2. Montants 60 x 100
  3. 10 cm de mousse d polyuréthane entre montants en bois
  4. 10 cm de mousse de polyuréthane en continu
  5. Lattage vertical 24 x 48
  6. Lattage horizontal 24 x 48 et bardage en panneau fibro-ciment
Copie d'écran du calcul du coefficient de transmission thermique U (logiciel PEB).
Calcul du coefficient de transmission thermique U à l’aide du logiciel PEB.
Photo des pré-murs de la salle de sport.
Pré-murs de la salle de sport.

5. Isolation de plancher existant des combles par 50 cm de flocons de cellulose (950 m²) ou par 50 cm de mousse de polyuréthane projetée (1050 m²)

Schéma explicatif sur l'isolation du plancher des combles.
Isolation sur le plancher des combles.
  1. 50 cm de mousse de polyuréthane projetée ou de flocons de cellulose
    • a Plancher des combles existant en béton armé
    • b Entraits de charpente existante avec plaques de plâtres
  2. Faux-plafond acoustique

Calcul du coefficient de transmission thermique U à l’aide du logiciel PEB (cas de gauche).

Calcul du coefficient de transmission thermique U à l’aide du logiciel PEB (Cas de droite).

6. Nouvelle toiture plate sur la salle de sport comprenant deux couches isolantes 18 cm de mousse résolique en toiture chaude et 18 cm de flocons de cellulose sous le support en panneau de bois (450 m²)

Schéma explicatif sur l'isolation de la nouvelle toiture plate du hall de sport.
Isolation de la nouvelle toiture plate du hall de sport.
  1. Lestage gravier 5 cm
  2. Etanchéité souple EPDM
  3. 18 cm de mousse résolique
  4. Panneau support en OSB
  5. Gitage entre poutres en bois lamellé collé
  6. 18 cm de cellulose insufflée entre gites
  7. Freine vapeur à µ variable
  8. Lattage
  9. Plafond
  10. Poutre en bois lamellé collé

Calcul du coefficient de transmission thermique U à l’aide du logiciel PEB.

Photo du plafond de la salle de sport.
Plafond de la salle de sport.

Comment ont été réalisés les raccords des surfaces isolées avec les éléments contigus ?

Voici quelques détails techniques qui montrent que le principe de continuité de la couche isolante a été respecté. Tous ces nœuds constructifs sont PEB conformes et sont pris en compte dans l’augmentation forfaire de trois points du niveau K.

Raccord entre le mur isolé par pose d’un crépi sur isolant et un châssis existant conservé

  1. Enlèvement du seuil en pierre existant
  2. Pose d’un nouveau seuil en aluminium avec isolant sous-jacent en contact avec le châssis conservé
  3. Isolation du mur existant par l’extérieur
  4. Crépis sur l’isolant

Raccord châssis existant avec nouvel isolant crépi – vue en coupe (source Arch. FHW).

Raccord entre le mur isolé par pose d’un crépi sur isolant et un nouveau châssis

  1. Enlèvement du châssis existant
  2. Pose d’un nouveau châssis en contact avec le nouvel isolant
  3. Isolation du mur existant par l’extérieur
  4. Crépis sur l’isolant
  5. Ragréage du plafonnage intérieur et pose de l’étanchéité à l’air

Raccord nouveau châssis avec nouvel isolant crépi –vue en coupe (source Arch. FHW).

Angle de murs isolés par l’extérieur avec bardage et descente d’eau pluviale encastrée

  1. Enlèvement du parement en pierre naturelle
  2. Pose d’une première ossature en bois d’une épaisseur de 10 cm
  3. Pose de l’isolant en mousse de polyuréthane entre les montants en bois
  4. Pose d’une deuxième couche continue de 6 cm de mousse de polyuréthane sauf à l’endroit de la descente d’eau pluviale
  5. Contrelattes fixées à travers la deuxième couche d’isolant aux montants de la première couche
  6. Lattage horizontal fixé aux contrelattes
  7. Bardage en ardoises artificielles

Angle isolé par l’extérieur avec bardage et descente d’eau pluviale encastrée – vue en plan (source Arch. FHW).

Raccord de mur isolé par l’extérieur avec un nouveau châssis

  1. Enlèvement du châssis existant
  2. Enlèvement du parement en pierre naturelle
  3. Pose du nouveau châssis en contact avec les ossatures isolantes
  4. Isolation du mur existant par pose de mousse de polyuréthane entre montants en bois
  5. Pose d’une deuxième couche continue de 6 cm de mousse de polyuréthane
  6. Contrelattes fixées à travers la deuxième couche d’isolant aux montants de la première couche
  7. Lattage horizontal fixé aux contrelattes
  8. Bardage en ardoises artificielles
  9. Ragréage du plafonnage intérieur et pose de l’étanchéité à l’air

Raccord nouveau châssis avec nouvel isolant sous bardage – vue en plan (source Arch. FHW).

Raccord entre le mur isolé par pose d’un crépi sur isolant et la toiture en pente existante

  1. Enlèvement de la gouttière existante
  2. Fixation d’une nouvelle échelle de corniche sous la corniche en béton existante
  3. Pose d’un nouveau support pour couverture en zinc en bas de versant
  4. Pose de la nouvelle couverture en zinc en bas de versant
  5. Pose d’une nouvelle gouttière en zinc
  6. Pose d’isolant dans la nouvelle échelle de corniche et sous la nouvelle couverture en zinc
  7. Raccord de l’isolant sous corniche avec le nouvel isolant à crépir de la façade
  8. Pose d’une plaque en fibro-ciment pour parachèvement du dessous de la corniche
  9. Pose de 50 cm d’isolant sur le plancher des combles avec remontée le long de la poutre de rive
  10. Remplissage d’isolant entre l’ancienne corniche en béton et la sous-toiture existante.

Raccord toiture existante avec façade existante – vue en coupe (source Arch. FHW).

Raccord entre une nouvelle façade à ossature bois et un nouveau châssis coulissant avancé

  1. Enlèvement du châssis existant et du seuil en pierre
  2. Enlèvement du parement en pierre naturelle
  3. Pose de la nouvelle façade légère en caissons bois préfabriqués
  4. Pose d’isolant entre les caissons et la structure en béton
  5. Pose du nouveau châssis coulissant avec son seuil à l’avant de la nouvelle façade
  6. Finitions intérieures y compris étanchéité à l’air
  7. Pose du bardage avec les lattages devant les caissons

Raccord façade à ossature bois avec châssis avancé – vue en coupe (source Arch. FHW).

Raccord entre une nouvelle façade à ossature bois et un nouveau châssis en retrait

  1. Enlèvement du châssis existant et du seuil en pierre
  2. Enlèvement du parement en pierre naturelle
  3. Pose de la nouvelle façade légère en caissons bois préfabriqués
  4. Pose d’isolant entre les caissons et la structure en béton
  5. Pose du nouveau châssis coulissant avec son seuil à l’avant de la nouvelle façade
  6. Finitions intérieures y compris étanchéité à l’air
  7. Pose du bardage avec les lattages devant les caissons
  8. Pose d’une plaque de finition sous le linteau de la façade légère

Raccord façade à ossature bois avec châssis en retrait – vue en coupe (source Arch. FHW).

Raccord entre la nouvelle toiture plate et la nouvelle façade du hall de sport

Ces deux éléments étant neufs la continuité de la couche isolante ne pose pas de problème.

Raccord entre la toiture plate et la façade du hall de sport (source Arch. FHW).

Informations complémentaires

Cette étude de cas a été développée à l’aide des informations et documents fournis par les auteurs du projet, les architectes associés Damien Franzen, Olivier Henz, Eddy Wertz et Madeline Demoustier (FHW) dans le cadre du concours Bâtiment exemplaire Wallonie.

Nous avons également consulté l’expert nommé par la Région wallonne pour vérifier les travaux : MATRIciel. Notre interlocuteur fut Monsieur Thomas Leclercq.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 14 Juin, 2016

Évaluer un risque de condensation superficielle sur les vitrages

Évaluer un risque de condensation superficielle sur les vitrages

Condensation superficielle côté intérieur

Comment la reconnaître ?

Schéma condensation vitrage

Dans le cas d’un double vitrage, elle se localise dans les coins et sur le pourtour du châssis et du vitrage, à cause des déperditions plus grandes existant dans ces zones par la présence de l’intercalaire du vitrage.

Normalement, la condensation se fera premièrement sur les vitrages et non sur les châssis.
Cependant, la présence de vitrages isolants peut favoriser la condensation de surface sur les châssis surtout si ceux-ci sont en aluminium et sans coupure thermique; leur température peut être plus basse que celle des vitrages.

La présence de condensation intérieure sur les vitrages entraîne

  • une diminution de la visibilité,
  • la formation de givre,
  • des tâches sur les verres, tablettes et allèges, dues aux gouttelettes ruisselantes,
  • la formation de moisissures sur le mastic et/ou le châssis.

Elle n’est gênante qu’en quantité excessive….

Influence du vitrage sur les risques de condensation superficielle

Lorsque la fenêtre constitue la surface intérieure la plus froide du local, c’est d’abord sur celle-ci que va se former de la condensation superficielle. Celle-ci se forme sur la paroi vitrée sans causer de dégâts, l’air intérieur est asséché et la teneur en humidité de l’air du local (xi) (en g/kg) diminue. De ce fait, le risque de condensation superficielle sur les autres parois diminue.

Un autre avantage d’une telle fenêtre, lorsqu’il n’y a pas de système de ventilation contrôlée et qu’il n’est pas envisageable d’en placer un, est que dès qu’il y a condensation à sa surface, les occupants sont prévenus que l’air est trop humide et qu’il faut ventiler.

Ainsi, il est intéressant d’avoir un vitrage sur lequel la condensation superficielle se forme plus rapidement que sur n’importe quelle autre paroi ou n’importe quel pont thermique présent dans le local.

Exemple.

Dans un local, le pont thermique le plus important a un τmin de 0,545. Il s’agit d’une terrasse en béton en encorbellement avec isolation (résistance thermique de 1 m² x K/W) intérieure au droit du linteau et entre la dalle et le plancher.

Schéma pont thermique terrasse.

τ1 = 0,705;
τ2  = 0,905;
τ3 = 0,955;
τ4 = 0,785;
τ5 = 0,98;
τ6 = 0,885;
τ7 = 0,545;
τ8 = 0,77.

τMin = τ7 = 0,545

Le local est muni de vitrages doubles ayant un coefficient de transmission thermique U de 3,22 W/m²K. Le coefficient d’échange thermique de surface entre le vitrage et l’ambiance intérieure (hi) = 10 (W/m²K).

La condensation superficielle va-t-elle se former d’abord sur les vitrages ou sur le pont thermique ?

Calcul du facteur de température (τ) du vitrage :

τ = [(1/3,22) – (1/10)] / (1/3,22)
τ = 0,68 > 0,545 :

La condensation superficielle apparaîtra en premier lieu sur le pont thermique !

Avec un simple vitrage (U = 7 W/m²k), on aurait eu τ = 0,3 < 0,545 : la condensation superficielle, dans ce cas, se forme d’abord sur le vitrage !

Calcul de la teneur en humidité de l’air du local lorsqu’il y a formation de condensation superficielle sur les vitrages

Remarque : Le texte ci-dessous est extrait de la NIT 153 du CSTC.

De l’humidité est extraite de l’air du local par la formation de condensation.
La teneur en humidité de l’air du local (xi) sera par conséquent plus basse que s’il n’y avait pas de condensation superficielle.

En supposant qu’on se trouve en régime stationnaire, l’équation hygrométrique du local comportera un terme supplémentaire, à savoir la quantité d’humidité qui condense par unité de temps sur une surface déterminée A (m²) dans le local.

Ce raisonnement conduit à la relation :

avec,

  • x°i : le taux d’humidité de l’air intérieur dans le cas où il n’y a pas de condensation superficielle, calculé à l’aide de la formule ci-dessus
  • xsA : le taux d’humidité de saturation (g/kg) correspondant à la température superficielle ηoi (°C) de la surface A

Cette relation est démontrée dans l’Annexe de la NIT 153 du CSTC, pg. 77.

L’expression ci-dessus, peut être utilisée dans les conditions suivantes :

xe < 7 g/kg,
2,5 g/kg < xsA < 12 g/kg,
10°C < ηi < 20°C.

avec,

  • xe : la teneur en humidité de l’air extérieur (g/kg),
  • θi : la température intérieure (°C).

On procède comme suit :

  • On détermine xi° à l’aide de la relation ci-dessus.
  • On détermine xsA en fonction de la température superficielle du vitrage ou de la paroi la plus froide du local.
  • Si xi° > xsA, il y a condensation superficielle.
  • On trouve la valeur finale de xi à l’aide de la relation ci-dessus.
Exemple.

Soit un local muni d’un vitrage de 2 m², ηi = 12°C, D = 0,05 kg/h et nV = 10 m³/h (D/nV = 0,005 kg/m³).

Les conditions extérieures sont ηe = -10°C, φe = 90 % -> xse = 1,60 g/kg.

Admettons que le vitrage de 2 m² soit la surface la plus froide de la pièce.

xi° = 0,9 x 1,6 + 825 x 0,005 = 5,56 (g/kg)

La température superficielle du vitrage est donnée par la formule :

avec,

Pour un vitrage simple (k = 7 W/m²K) et pour un vitrage double (k = 3,22 W/m²K) avec hi = 10 W/m²K, on trouve :

θoi (vitrage simple) = – 3,40°C -> xsA = 2,84 g/kg,
θoi (vitrage double) = 4,92°C -> xsA = 5,37 g/kg.

Comme dans le cas d’un vitrage simple, xsA < xi, on peut conclure que de la condensation se formera sur les vitres.

On calcule :

xi = (5,56 + 10,48 x 2,84 x 2/10) / (1 + 10,48 x 2/10) = 3,72 g/kg

Remarque.

Il convient d’attirer l’attention sur le fait que la valeur xi trouvée se situe à un niveau élevé uniquement parce que nous sommes partis d’une situation stationnaire. Une telle situation est rare en réalité et, lorsque de l’humidité commence à se produire à un moment donné, le degré hygrométrique de l’air du local n’augmentera que lentement.

Condensation superficielle côté extérieur

Comment la reconnaître ?

Celle-ci se manifeste d’abord au centre du vitrage, c’est à dire dans la partie la mieux isolée qui reçoit un minimum d’énergie venant de l’intérieur.

On observe ce phénomène :

En effet, dans ces conditions sous l’effet du rayonnement important vers la voûte céleste (surrefroidissement) et des faibles pertes thermiques à travers le vitrage, la température du vitrage peut descendre sous la température de rosée de l’air extérieure, entraînant l’apparition de condensation sur la face extérieure du vitrage.

Ce phénomène est lié au fait qu’avec un vitrage très isolant, la température de leur face extérieure reste très basse, la chaleur interne étant piégée à l’intérieur du bâtiment.

Comment l’éviter ?

Pas de chance, il n’ y a pas moyen! … À moins d’équiper ses fenêtres d’essuies-glace performants !

Photo reflet vitrage.

Consolons-nous, cela constitue une preuve des performances d’isolation des vitrages concernés !

Condensation entre les vitrages

Si on constate la présence de condensation et qu’elle n’est ni sur la face interne du vitrage ni sur la face externe, c’est qu’elle s’est formée à l’intérieur du double vitrage…

Les vitrages isolants sont habituellement garantis contre la formation de condensation interne pendant une durée de 10 ans.

Cependant des désordres peuvent apparaître bien avant en cas de pose inappropriée du vitrage, c’est à dire :

La formation de condensation interne au vitrage est plutôt un mauvais signe : cela signifie que le sicatif présent dans l’intercalaire à perdu de son efficacité ou que le scellement n’est plus hermétique. Cela entraîne un remplacement quasi inévitable du vitrage.

Améliorer

 Si vous voulez en savoir plus sur le remplacement d’un vitrage. 
Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 14 Juin, 2016

Repérer un problème de condensation superficielle

Repérer un problème de condensation superficielle

Distinguer un problème de condensation superficielle d’un autre problème d’humidité

Un problème de condensation se manifeste par des problèmes d’humidité ou/et de moisissure. Remarquons cependant que des moisissures peuvent apparaître même sans condensation de surface. En effet, de la condensation superficielle apparaît chaque fois que l’humidité relative à la surface d’une paroi atteint 100 %, alors que la formation de moisissures sur une paroi peut déjà se produire à partir d’une humidité relative de 80 % si le matériau en contact avec l’air humide est hygroscopique.

Néanmoins, un problème d’humidité ou de moisissure peut avoir une autre origine que la condensation de surface. L’eau à l’origine du problème peut provenir d’une cause extérieure :

  • d’infiltrations d’eau de pluie,
  • de la succion d’eau contenue dans le sol (humidité ascensionnelle),
  • de l’absorption d’eau par les matériaux lors de la construction (humidité de construction),
  • de fuites dans une conduite ou une descente d’eau, dans un tuyau d’évacuation (humidité accidentelle).

D’autre part, la condensation interne peut aussi être à l’origine de problèmes d’humidité.

Les infiltrations d’eau de pluie

L’eau de pluie est aspirée de l’extérieur vers l’intérieur du bâtiment par capillarité dans les pores du matériau ou s’infiltre par des fisssures, des joints ouverts, etc.

Le tableau ci-dessous permet de distinguer si l’on est en présence d’un problème d’infiltration ou de condensation superficielle :

Infiltrations

Condensations
Les infiltrations se manifestent à travers les couvertures vétustes. Elles sont plus graves en bas de versants et lors de pluies battantes. Les condensations se manifestent au droit des ponts thermiques (linteaux, corniches, bandeaux, consoles, etc.).

Elles apparaissent surtout dans les locaux peu chauffés et mal ventilés ou dans ceux où il y a une production de vapeur importante.

Les condensations se forment le plus souvent sur les parois orientées au nord ou à l’est car elles sont plus froides.
Les taches ont, en général, des formes arrondies. Les taches se localisent, en général, dans les angles et aux endroits mal ventilés (dos du mobilier, …).
Le débit d’eau est en général trop important pour qu’il y ait formation de moisissures. Très souvent, les condensations s’accompagnent de moisissures.
L’intensité des taches d’humidité passe par un maximum quelques heures après une pluie importante. Le risque de condensation de surface est plus élevé pendant les longues périodes d’hiver où les températures varient entre 0 et 10°C et en présence d’une humidité relative extérieure élevée (temps de brouillard et de pluie).
L’enduit intérieur se dégrade assez rapidement (décollement et pourriture). L’enduit se dégrade plus tardivement et uniquement si les condensations sont très abondantes.
Le décollement du papier peint est fréquent. Le décollement du papier peint est moins fréquent.

* Ce tableau est largement inspiré du tableau page 11 de la brochure : Condensation et moisissures – Service public Wallon/ Aménagement du territoire, Logement, Patrimoine et Énergie (DGO4) / Département de l’Énergie et du Bâtiment durable – Par le Centre Scientifique et Technique de la Construction (CSTC).

L’humidité ascensionnelle

L’humidité ascensionnelle résulte de la pression de la nappe phréatique ou de la succion capillaire de l’humidité du sol. De ce fait, les murs s’imprègnent d’humidité jusqu’à une hauteur de 1,2 à 1,5 m. Ce phénomène se manifeste en l’absence de digue horizontale étanche sous la base des murs.

Si le bas de la face verticale des murs est étanche, l’humidité ascensionnelle peut monter plus haut.

Le problème de l’humidité ascensionnelle concerne rarement les toitures sauf les parfois en bas de versant lorsque celle-ci se trouve proche du sol.

L’humidité de construction

L’humidité de construction est la quantité d’humidité présente dans un bâtiment après la fin des travaux de construction. Elle provient de :

  • L’eau qui est absorbée par les matériaux de construction pendant leur stockage chez le fabricant ou sur le chantier.
  • L’eau de gâchage nécessaire pour la mise en œuvre des matériaux (mortier, béton, plâtre, etc.).
  • L’eau qui provient des précipitations pendant la construction.

Il est déjà arrivé, qu’un an après la construction d’un bâtiment, l’on récolte un demi seau d’eau en perçant une alvéole d’un hourdi en béton.

L’humidité accidentelle

L’ humidité accidentelle est l’humidité qui provient d’une fuite dans une conduite ou une descente d’eau, ou d’une évacuation bouchée.

Tableau récapitulatif

Certaines observations permettent de suspecter l’origine des problèmes. Attention, les phénomènes constatés peuvent découler de plusieurs causes qui parfois même se conjuguent et s’amplifient mutuellement. Le tableau ci-dessous aide à réaliser une première analyse.

OBSERVATIONS, PHENOMENES

CAUSES POSSIBLES
Condensation Pluie battante Humidité ascensionnelle Humidité accidentelle
Pas d’aération, mauvaise isolation thermique x – – –
Humidité de l’air élevée x – – –
Dégâts limités au N. et au NE. x – (x) (x)
Dégâts limités au SO. et à l’O. – x (x) (x)
Les dégâts ne commencent pas d’en bas x x – (x)
Dommages localisés x (x) (x) x
Ponts thermiques x – – –
Dégradation dans les angles x – – (x)
Sol transpirant x – – –
Humidité uniquement sur la surface intérieure x – – (x)
Finition intérieure non poreuse x – – –
Taches sur la façade extérieure – x x (x)
Pas ou peu de dépassant de toiture – x – –
Taches redentées, irrégulières sur la surface intérieure – x – (x)
Mur creux (correctement exécutés) (x) – (x) (x)
Efflorescences aux étages – x – (x)
Efflorescences au niveau du sol – – (x) (x)
Augmentation de l’humidité en fonction de la hauteur – x – –
Consommation anormale d’eau – – – x
Dommage à la toiture, aux gouttières ou aux conduites d’amenée et d’évacuation – – – x
Humidité sur l’épaisseur totale du mur (intérieur et extérieur) – (x) x –
Dommages limités à l’étage inférieur – – x –
Apparition de dommages peu de temps après une période de pluie – x (x) –
Davantage de dégâts pendant la saison de pluie x (x) x –

Légende : x : cause possible; (x) : possibilité à ne pas exclure.

* Source : Condensation et moisissures – Service public Wallon/ Aménagement du territoire, Logement, Patrimoine et Énergie (DGO4) / Département de l’Énergie et du Bâtiment durable – Par le Centre Scientifique et Technique de la Construction (CSTC).

Un repère : l’année de construction (ou de rénovation) du bâtiment

En général, ce sont surtout les bâtiments datant de la fin des années 1970 et des années 1980 ou ayant été rénovés durant ces années qui présentent des problèmes de condensation et de moisissures.

En effet, depuis la fin des années 1970, l’isolation est devenue chose courante dans le bâtiment. Ce changement dans les habitudes de construction a été induit par le choc pétrolier de 1973.

L’isolation des bâtiments en Wallonie se systématise après 1985, date à laquelle, l’Exécutif régional wallon adopte un règlement thermique imposant une isolation thermique de l’enveloppe des nouveaux logements.

Mais lorsqu’on a commencé à isoler les bâtiments, on a fait beaucoup d' »erreurs de jeunesse » :

  • On a employé des matériaux inadéquats : par exemple, les coulisses remplies de laines minérales trop souples et non hydrofugées ont provoqué de graves problèmes d’humidité.
  • On n’a pas soigné la mise en œuvre de l’isolant : par exemple, les coulisses non nettoyées ou une méthode d’élévation des murs creux inadaptée à de nouvelles exigences ont conduit à des défauts d’isolation.
  • On n’a pas changé la conception des bâtiments, la création de ponts thermiques, résultant d’anciennes pratiques architecturales (exemple : linteau coulé sur place).

Ces défauts ont provoqué des problèmes de condensation superficielle.

De plus, les mesures annexes prises afin de diminuer les consommations, et accompagnant l’isolation ont également favorisé les problèmes de condensation. Ces mesures sont :

  • la réduction de la température intérieure (dans certaines pièces, le chauffage a même été coupé),
  • le calfeutrement des portes et fenêtres,
  • la limitation de l’aération.

Ainsi, très rapidement, l’idée d’isolation fut confondue avec l’idée de calfeutrage et associée à celle d’humidité.

Mais si les bâtiments de cette époque ont particulièrement souffert du manque de connaissance, les problèmes de condensation ne se cantonnent malheureusement pas uniquement à ceux-ci et malgré la maîtrise actuelle de la technique, on retrouve encore des défauts de construction menant tout droit à des problèmes de condensation dans les bâtiments récents.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 24 Juin, 2015

Concevoir les percements

Concevoir les percements

Principe général

Les jonctions telles que les percements (passage de conduite, caisson de volet, portes, baies vitrées, boîtiers électriques, …) sont toujours des points délicats. On doit vérifier la parfaite jonction du raccord entre la paroi et le percement dès que ce dernier touche la ou les couche(s) de la façade qui assure l’étanchéité à l’air. Si cette jonction présente des espaces, il faut les colmater.

De manière générale, on essayera de réduire au maximum le nombre de percements.

Manchons et fourreaux

Les manchons

Les manchons sont des raccords préfabriqués permettant de réalisé la continuité entre l’élément cylindrique, le conduits ou tuyau, et la surface plane de la paroi. Il est composé d’un élément en forme de cône tronqué, permettant le resserrage autour du conduit, qui est soudé à un élément plan.

Sa mise en œuvre nécessite une place suffisante autour du percement et de la conduite et doit être effectué par l’installateur concerné par la technique.

Le manchon est fixé à la couche d’étanchéité à l’air du mur ou de la toiture grâce à des bandes adhésives simples ou doubles face. Cela nécessite donc que le manchon soit adapté à la nature du pare-air mis en place.

Les fourreaux

Lors de la pose du gros-œuvre, des fourreaux peuvent être mis en place pour accueillir plus tard le passage d’un conduit.

Lorsque le conduit a été mis en place, on dispose un resserrage sur le fourreaux et finalement un manchon souple vient terminer et réaliser la continuité de l’étanchéité à l’air entre l’enduit intérieur et le conduit.

Bruxelles Environnement a édité à une vidéo illustrative du traitement des percements par les câbles et les conduits dans une paroi bois :

Etanchéité à l’air : Percements étanches par les câbles et les conduits – [Vidéo réalisée dans le cadre du projet Conclip, soutenu par Bruxelles Environnement].

Raccords souples

Les raccords souples sont très utiles pour les géométries plus complexes que les cylindres.

Sous forme liquide

Il s’agit ici d’appliquer un liquide effectuant le raccord d’étanchéité à l’air. Cette couche de jonction est renforcée par un géotextile permettant de reprendre les éventuels contraintes et d’éviter que la peinture ne se morcelle et que l’air puisse circuler.

Sous forme de ruban adhésif étirable

Des bandes de raccord plissées existent et permettent la jonction avec un conduit cylindrique. Ces bandes doivent ensuite être raccordées comme une jonction sec-sec avec la membrane pare-air ou une jonction sec-humide avec l’enduit.

Élément préfabriqué pour cheminée

Certains fabricants proposent des sorties de cheminée en toiture préfabriquées garantissant la continuité de l’étanchéité à l’air. Ces systèmes permettent également d’assurer la continuité de l’isolation thermique.
Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 24 Juin, 2015

Concevoir les menuiseries

Concevoir les menuiseries

Importance de l’étanchéité à l’air des menuiseries extérieures

Les portes et châssis extérieures peuvent déforcer l’étanchéité à l’air globale du bâtiment si leur étanchéité propre n’est pas suffisante. C’est particulièrement le cas si l’étanchéité courante de l’enveloppe extérieur est bonne. Ainsi les châssis peuvent être responsable de près de 50% des fuites d’air.

La perméabilité à l’air d’un châssis est testé en usine et la classe de perméabilité à l’air est généralement communiqué par le fabricant dans ses spécifications techniques.

La norme NBN EN 12207 définit 4 classes de perméabilité à l’air de la classe 1, la moins performante, à la classe 4, la plus performante. Dans une de ses études, le CSTC a montré que la plupart des châssis actuels atteignaient la classe 4 qui est la classe recommandée pour garantir un bonne étanchéité à l’air des menuiseries extérieures.

Performances recommandées pour l’étanchéité à l’air

Concernant les châssis, les STS définissent des niveaux de performance d’étanchéité à l’air (PA2, PA2B, PA3) recommandés en fonction de la hauteur du châssis par rapport au sol.

Voici un tableau (selon les STS 52) reprenant les valeurs de perméabilité à l’air recommandées, en fonction de la hauteur du châssis par rapport au sol :

Hauteur par rapport au sol Perméabilité à l’air
0 à 10 m

10 à 18 m

18 à 25 m

25 à 50 m

> 50 m

 PA2B (1) (3)

PA2B (3)

PA3

PA3

PA3

(1) Si il n’y a pas d’exigence particulière du point de vue thermique et/ou acoustique, on se contentera d’un niveau PA2.

(2) Si le bâtiment a une exposition sévère (digue de mer), on prendra un châssis de résistance PE3, et on le signalera dans le cahier spécial des charges.

(3) Si on est en présence de locaux avec air conditionné, un niveau PA3 s’avérera nécessaire.

Selon les STS 52 [5] le cahier spécial des charges peut, pour des raisons d’uniformisation ou d’aspect, prescrire le même niveau de performance pour tous les châssis du bâtiment en se basant sur les éléments de construction les plus exposés.

Les critères de choix

Lors du choix des menuiseries extérieures, il convient de faire particulièrement attention aux points suivant pour assurer l’étanchéité à l’air :

  • La compression des joints entre dormant et ouvrant : le réglage des quincaillerie doit être correctement réalisé pour assure la compression des joints lorsque la fenêtre est en position fermée;
  • La continuité des joints : la continuité des joints des être vérifiée sur le pourtour du châssis. Les jonctions entre deux joints doivent être soudées ou collées;
  • Le raccords entre les pare-closes et la menuiserie : l’étanchéité de ces raccords doit être vérifiés. Au besoin, ils peuvent être rendus étanche à l’air au moyen d’un joint souple, par exemple;
  • Les portes extérieures : le seuil d’une porte donnant vers un espace extérieur ou un espace adjacent non-chauffé est une source de fuite d’air importante. Il faut au minimum prévoir un joint brosse ou une plinthe à guillotine. Le mieux restant la pièce d’appui inférieure.
Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 24 Juin, 2015

Concevoir les noeuds constructifs

Concevoir les noeuds constructifs

© B-ARCHITECTES / Architecture et Expertises.

Principe général

Les jonctions telles que les raccords entre les éléments de la construction (façade-toiture, façade-plancher au niveau de la plinthe, …) sont toujours des points délicats. On doit vérifier la parfaite jonction du raccord entre les différents éléments de construction dès que ce dernier touche la ou les couche(s) de la façade qui assure l’étanchéité à l’air. Si cette jonction présente des espaces, il faut les colmater.

La conception ou la vérification de l’étanchéité à l’air des nœuds constructifs d’un bâtiment est une adaptation des principes généraux valables pour les parties courantes et les types de jonction mais une réflexion par rapport à la géométrie du détails doit également être menée.

Les procédés de conception de l’étanchéité à l’air d’un bâtiment décrits et expliqués ci-après sont en grande partie basée sur les détails et conseils techniques donnés par le CSTC dans ses diverses publications.

Façades

Pour assurer l’étanchéité à l’air des façades, les points importants auxquels il faudra faire attention sont les jonctions des murs extérieurs avec les planchers et murs intérieurs, en pied de mur mais également à l’intégration des menuiseries. Les solutions à apporter seront différentes suivant la structure, lourde ou légère, du bâtiment.

Jonction façade-plancher

Dans le cas d’une structure lourde, la continuité de l’étanchéité à l’air est assurée par les enduits des deux pièces superposées et la dalle de plancher en béton coulé. Une attention particulière au joint doit être apportée. Dans le cas de hourdis, il faut s’assurer que le béton de second phase doit correctement remplir les cavités sur le pourtour complet pour assure la continuité entre la maçonnerie, le béton et les enduits.

Schéma jonction façade-plancher.

Dans le cas d’une construction légère, la position de la barrière à l’air doit être pensée dès la conception. En effet il faut prévoir une bande de pare-air à placer en attente sur les murs de pourtour horizontalement avant la mise en place des parois internes pour ensuite pouvoir effectuer le raccord entre les membranes pare-air de deux locaux superposés.

Deux cas existent:

  • soit le plancher repose sur le mur inférieur auquel cas la bande de pare-air doit être suffisamment longue pour recouvrir le mur intérieur sur une dizaine de centimètres, effectuer le tour du plancher et revenir sur une dizaine de centimètres au niveau de mur supérieur.
  • soit le plancher est ancré dans le mur de façade qui lui est continu du pied à la corniche auquel cas, la bande en attente, indispensable, doit être placée sur le pourtour là où viendra s’ancrer le plancher. Il conviendra de faire particulièrement attention aux percements et à ne pas déchirer le pare-air lors de la mise en place du plancher. Ce deuxième cas est également valable lorsque l’on isole par l’intérieur et que le plancher est désolidariser du mur extérieur.

Jonction façade-mur de refend

La jonction entre le mur extérieur et un mur intérieur perpendiculaire se fait par la continuité de l’enduit sur les deux faces. Toutefois, il convient de faire attention au encadrement de porte intérieur qui peuvent représenté des endroits de fuites s’ils ne sont pas enduits.

Dans le cas d’une construction légère, la position de la barrière à l’air doit être pensée dès la conception. En effet il faut prévoir une bande de pare-air à placer en attente sur les murs de pourtour avant la mise en place des parois internes pour ensuite pouvoir effectuer le raccord entre les membranes pare-air de deux pièces voisines. C’est le même principe, mais à la verticale, que dans le cas de la jonction façade-plancher.

Jonction façade-dalle de sol

Il convient de faire le raccord entre la dalle de sol coulée sur place qui est normalement intrinsèquement étanche à l’air et la partie courante du mur faisant office d’étanchéité à l’air : l’enduit dans le cas d’une structure lourde ou le pare-air dans le cas d’une structure légère.

On peut donc effectuer soit un raccord en enduisant un film d’étanchéité de sous la chape ou de sous l’isolant dans le plafonnage ou un disposant une couche de mortier périphérique effectuant le raccord entre l’enduit du mur et la dalle de sol.

Schéma -noeuds constructifs-jonction façade-dalle de sol.

La feuille d’étanchéité (9) faisant office de pare-air doit remonter suffisamment sur le bord pour être enduit par le plafonnage intérieur sur au moins 2 cm.

  1. Mur de structure.
  2. Bloc isolant.
  3. Isolation sur dalle.
  4. Joints verticaux ouverts.
  5. Membrane d’étanchéité.
  6. Membrane d’étanchéité.
  7. Feuille d’étanchéité.
  8. Feuille d’étanchéité.
  9. Feuille d’étanchéité.
  10. Interruption de l’enduit.
  11. Enduit.

Dans le cas d’une structure légère, une bande pare-air sera placé sur le pourtour pour effectuer la jonction entre la dalle et la paroi légère avant la pose du pare-air du mur en partie courante.

Bruxelles Environnement a édité à une vidéo illustrative du placement d’une telle bande :

Etanchéité à l’air : Pied de mur ossature bois – [Vidéo réalisée dans le cadre du projet Conclip, soutenu par Bruxelles Environnement].

Dans le cas d’une isolation par l’intérieur, la continuité de l’étanchéité à l’air au pied du mur peut se faire en enduisant la membrane d’étanchéité de sous la chape dans le plafonnage ou en raccord avec le pare-vapeur du mur.

Schéma -noeuds constructifs-jonction façade-dalle de sol.

  1. Mur existant.
  2. Enduit existant.
  3. Dalle existante.
  4. Film d’étanchéité.
  5. Isolant thermique.
  6. Isolant périphérique.
  7. Membrane d’étanchéité.
  8. Chape armée.
  9. Film d’étanchéité.
  10. Isolant.
  11. Pare-vapeur.
  12. Finition.
  13. Panneau composite.
  14. Mousse isolante.
  15. Carrelage.
  16. plinthe.
  17. Joint d’étanchéité.

Jonction façade-châssis

Les fenêtres et portes extérieures sont toutes autant des percements de l’enveloppe du bâtiment que de l’étanchéité à l’air. Si ces menuiseries extérieurs sont déjà garanties étanche à l’air, il convient d’assurer la continuité entre le châssis étanche et l’élément courant du mur faisant office d’étanchéité à l’air.

Le moyen le plus courant d’effectuer cette jonction est de fixer une membrane d’étanchéité à l’air sur le pourtour du châssis au moyen d’un adhésif avant sa pose. Cette membrane pourra, une fois le châssis en place, recouvrir le tour de la baie et être enduit par le plafonnage ou raccordé au pare-air en partie courante. Une attention particulière devra être portée au coin afin d’éviter les plis surnuméraires et de faciliter la mise sous enduit de la membrane.

Schéma - noeuds constructifs- jonction façade-châssis.

Schéma - noeuds constructifs- jonction façade-châssis.

Bruxelles Environnement a édité une vidéo illustrative de cette technique :

Etanchéité à l’air : Pose d’une fenêtre, mur en brique, avec isolation par l’extérieur – [Vidéo réalisée dans le cadre du projet Conclip, soutenu par Bruxelles Environnement].

La jonction d’étanchéité à l’air entre le dormant et l’enduit du mur peut également être réalisé avec un joint souple.

Dans le cas d’une structure légère ou d’un mur présentant une épaisseur d’isolation importante, un caisson en panneaux de bois ou en polystyrène haute densité peut être utilisé comme encadrement de la fenêtre. La continuité de l’étanchéité à l’air entre le châssis et le caisson est assuré par un joint continu ou une colle. Le raccord entre le caisson et la partie courante du mur grâce à une bande de membrane d’étanchéité à l’air faisant le pourtour et se noyant dans l’enduit du mur intérieur ou se collant sur le pare-air mis en place.

Toitures inclinées

La barrière d’étanchéité à l’air en partie courante est généralement réalisée avec le pare-vapeur. Il est en effet important d’éviter tout risque de condensation en toiture.

Dans la pente de toiture, la panne représente un point d’attention particulier. Il faut soigner son raccord ou son passage avec le pare-vapeur, le raccord peut se faire soit grâce à un lé en attente, soit en passant sous la panne, cas d’une rénovation par exemple, soit en l’interrompant et en effectuant une liaison avec la panne :

  • En faisant passer le pare-vapeur sous la panne de manière ininterrompue;

Schéma noeuds constructifs - toitures inclinées- 01.

  1. Première couche d’isolant.
  2. Deuxième couche d’isolant.
  3. Pare-vapeur.
  • Au moyen d’une bande de pare-vapeur placée en « attente » sur les pannes avant la mise en place des chevrons. Les parties courantes peuvent alors y être collées au moyen d’un ruban adhésif double face. Cette solution est la plus efficace car elle est pensée dès la conception;

Schéma noeuds constructifs - toitures inclinées- 02.

  1. Panne.
  2. Chevron.
  3. Pare-vapeur.
  4. Latte.
  5. Sous-toiture.
  6. Contre-latte.
  7. Couverture.
  8. Bande de pare-vapeur en attente.
  • Au moyen d’un joint de silicone (uniquement entre pare-vapeur et charpente). Ce joint sera éventuellement caché par la finition;

Schéma noeuds constructifs - toitures inclinées- 03.

  1. Panne.
  2. Chevron.
  3. Pare-vapeur.
  4. Contre-latte.
  5. Sous-toiture.
  6. Latte.
  7. Couverture.
  8. Joint-colle.
  • En comprimant le pare-vapeur entre un joint souple et une latte, le tout cloué ou vissé;

Schéma noeuds constructifs - toitures inclinées- 04.

  1. Pare-vapeur.
  2. Latte.
  3. Joint souple.
  •  Au moyen d’un ruban adhésif double face adhérant parfaitement au bois.

La finition intérieure final par panneaux de bois ou, par exemple, plaques de plâtres. devra être posée en minimisant le nombre de point de percement du pare-vapeur et en laissant un espace suffisant de 6 cm pour faire éventuellement passer des câbles électriques et installer des prises sans endommager la barrière d’étanchéité à l’air.

Finalement, certaines techniques d’isolation comme la toiture « sarking » mettent en place des panneaux préfabriqués intégrant une couche interne étanche à l’air faisant office de pare-vapeur. Il faudra donc veiller à réaliser une jonction correcte entre les panneaux suivant les recommandations du fabricant ou en utilisant des bandes adhésives.

Jonction toiture-façade

Ce type de jonction est traité soit par recouvrement du pare-vapeur par l’enduit de finition intérieur soit par jonction du pare-vapeur du mur et de celui de la toiture par collage ou ruban adhésif double face.

Pour se prémunir de toutes les déchirures qui pourraient avoir lieu dû aux différentes natures de matériaux, on rajoute un élément faisant la liaison entre l’enduit et la maçonnerie et le pare-vapeur de la toiture. Il convient de laisser aussi suffisamment de souplesse, réalisation d’une « boucle » au pare-vapeur de la toiture lors du raccord.
La jonction entre l’enduit et la finition intérieure de la toiture est réalisée par un joint souple.

Schéma noeuds constructifs - Jonction toiture-façade.

  1. Panne sablière.
  2. Chevron ou fermette.
  3. Planche de rive.
  4. Cale de bois.
  5. Panneaux isolants.
  6. Isolant entre chevrons ou fermette.
  7. Sous-toiture éventuelle.
  8. Contre-latte.
  9. Lattes.
  10. Latte plâtrière.
  11. Couverture.
  12. Gouttière.
  13. Bavette indépendante.
  14. Peigne.
  15. Finition intérieure.

 

 Jonction toiture-pignon

La jonction de la toiture avec un mur de maçonnerie sur le pignon s’effectue en enduisant le pare-vapeur dans la finition intérieure.

Schéma noeuds constructifs - Jonction toiture-pignon.

  1. Isolation
  2. Chevron ou fermette
  3. Isolation ou bloc isolant
  4. Mortier de scellement
  5. Sous-toiture
  6. Contre-latte
  7. Latte
  8. Rejet d’eau
  9. Tuile de rive
  10. Isolant entre chevrons
  11. Pare-vapeur
  12. Finition intérieure

La continuité de la barrière d’étanchéité à l’air peu aussi être réalisée par le collage au moyen de colle ou de ruban adhésif du pare-vapeur de la toiture sur l’enduit sec et propre du dépassement. Dans ce cas une finition intérieur supplémentaire devra être envisagée si les combles sont destinés à l’occupation.

Dans les deux cas, il convient de laisser suffisamment de souplesse au pare-vapeur pour éviter tous risques de déchirure dus aux contraintes qui peuvent apparaître. Un joint souple sera en plus prévu entre l’enduit de la maçonnerie et la finition intérieure de la toiture.

Jonction toiture-châssis

La plupart des châssis à intégrer dans la pente de toiture sont fournis avec un cadre isolant pour permettre la raccord avec l’isolation de la toiture. De même, un pourtour est préfixé au châssis pour faciliter sont intégration et réaliser la jonction avec le pare-vapeur de la toiture inclinée.

Schéma noeuds constructifs - Jonction toiture-châssis.Schéma noeuds constructifs - Jonction toiture-châssis.

  1. Contre latte.
  2. latte.
  3. Tuiles.
  4. Solin au-dessus des tuiles à la base du châssis.
  5. Raccord de la sous-toiture au châssis.
  6. Partie mobile de la fenêtre.
  7. Vitrage isolant.
  8. Étanchéité en plomb ou chéneau encastré.
  9. Raccord sous-toiture châssis.
  10. Chéneau en amont de la fenêtre.
  11. Isolation thermique.
  12. Étanchéité à l’air et à la vapeur.
  13. Volige de pied.
  14. Partie fixe de la fenêtre.
  15. Sous-toiture.
  16. Chevron.
  17. Finition intérieure devant espace technique.
  18. Cadre isolant.

Toitures plates

La réalisation de la continuité de l’étanchéité à l’air au raccord entre une toiture plate et le mur de façade se fait de manière similaire à une jonction entre la façade et un plancher :

  • dans le cas d’une structure lourde par dalle coulée sur place, la continuité de la maçonnerie et de l’enduit de finition intérieur garantit l’étanchéité à l’air;

Schéma noeuds constructifs - toiture plate.

Exemple de continuité de l’enduit dans le cas d’une continuité mur-toiture plate

  • dans le cas d’une structure lourde par hourdis, le béton de seconde phase sera utile pour effectuer le raccord de la barrière à l’air;
  • dans le cas d’une structure légère avec le plancher ancré, un lé en attente fera la liaison avec le pare-vapeur de la toiture;
  • dans le cas d’une structure légère avec le plancher posé sur le mur, le lé en attente fera le contour du plancher et dépassera suffisamment de chaque côté pour être relié au pare-vapeur du mur d’un côté et à celui de la toiture de l’autre.

Dans tous les cas, un joint souple entre les finitions intérieures du mur et du plafond permettra d’éviter l’apparition de fissures pouvant entraîner des fuites d’air.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 24 Juin, 2015

Concevoir l’étanchéité à l’air



L’étanchéité à l’air : Daniel De Vroey vous conseille from Bruxelles Env. on Vimeo.
L’étanchéité à l’air est méconnue des professionnels car on ne la perçoit pas. Il est pourtant essentiel d’y penser, et ce à toutes les étapes de son projet.

L’étanchéité à l’air : Daniel De Vroey vous conseille from Bruxelles Env. on Vimeo.

L’étanchéité à l’air est méconnue des professionnels car on ne la perçoit pas. Il est pourtant essentiel d’y penser, et ce à toutes les étapes de son projet. Daniel De Vroey vous partage ses astuces.

Points d’attention

Avec l’isolation de plus en plus performante de nos bâtiments, leur étanchéité à l’air devient un point important pour contrôler les infiltrations et exfiltrations d’air et avec elles, certaines pertes d’énergie. La tendance actuelle est donc à une étanchéification la plus complète afin de pouvoir contrôler au mieux ces fuites d’air et de pouvoir assurer d’une ventilation efficace des locaux.

Les enduits intérieurs, les bétons coulés sur place et les membranes pare-vapeur sont des éléments intrinsèquement étanche à l’air. L’étanchéité complète de l’enveloppe doit donc être conçue en faisant très attention aux jonctions de ces éléments entre eux et avec les autres éléments de la construction.

Pour cela la mise en œuvre de l’étanchéité à l’air doit faire l’objet de certains points d’attention dès la conception mais aussi sur chantier.

On considère que l’étanchéité à l’air de l’enveloppe extérieur est assurée si :

Ainsi, il conviendra particulièrement de faire attention aux points suivants :

Les procédés de conception de l’étanchéité à l’air d’un bâtiment décrits et expliqués ci-après sont en grande partie basés sur les détails et conseils techniques donnés par le CSTC dans ses diverses publications.

Niveaux de référence

Étanchéité globale

En Wallonie, il n’existe pas de recommandations concernant l’étanchéité à l’air globale d’un bâtiment.

Par contre, la norme européenne EN 13779 recommande un taux de renouvellement d’air maximum à 50 Pa(n50) :

  • de 1/h pour les bâtiments hauts (> 3 étages);
  • de 2/h pour les bâtiments bas.

On peut également se référer à la norme NBN D 50-001 qui recommande :

  • n50 < 3/h si ventilation mécanique,
  • n50 < 1/h si récupérateur de chaleur.

À titre de comparaison, la région de Bruxelles-Capitale imposera en 2018 un niveau d’étanchéité à l’air n50 < 0.6/h (label passif) pour toute construction neuve, et n50 < 0.72/h pour les rénovations assimilées à de la construction neuve.

Étanchéité des fenêtres

En Belgique, les bâtiments des services publics doivent satisfaire aux exigences d’étanchéité suivantes :

Hauteur du bâtiment (h en [m])

Φ50 [m³/h.m]

h < 10

< 3,8

10 < h < 18

< 1,9

h > 18

< 1,3

Source : STS 52 – Menuiseries extérieures en bois. Fenêtres, porte-fenêtres et façades légères. Institut national du logement – Bruxelles – 1973.

Ces exigences sont relativement sévères par rapport aux autres pays (seuls les pays scandinaves ont des exigences plus sévères).

La figure ci-dessous donne un aperçu des valeurs d’étanchéité à l’air des menuiseries imposées par un certain nombre de pays occidentaux.

Schéma valeurs d'étanchéité à l'air des menuiseries.

Aperçu des exigences d’étanchéité à l’air des menuiseries dans différents pays occidentaux.

Les parties courantes

Volume à étanchéifier et position de la barrière d’étanchéité

Le volume du bâtiment à rendre étanche à l’air est le volume à isoler thermiquement. Ainsi l’écran étanche à l’air doit être placé au plus près de la barrière d’isolation, pour éviter au maximum les circulations d’air entre les deux écrans, du côté chaud de l’isolant, c’est-à-dire du côté intérieur pour un mur extérieur.

Tout comme l’isolation thermique, la position de l’enveloppe étanche à l’air du logement doit être choisie pour éviter le plus de percements de celle-ci et donc éviter des points faibles et des raccords difficiles à mettre en œuvre.

Matériaux de l’étanchéité à l’air

Chaque système constructif présente ses particularités d’un point de vue structurelle, ainsi la conception de l’étanchéité à l’air variera selon le mode de construction choisi : maçonnerie, ossature lourde, ossature bois, structure légère, etc.

Il est admis qu’un matériau est étanche à l’air quand sa perméabilité à l’air est inférieure à 0,1 m³/h.m² sous une différence de pression de 50 Pa.

Ainsi pour les constructions lourdes ou de maçonneries, l’étanchéité à l’air est réalisée au moyen des enduits intérieurs. Dans le cas des constructions légères, telles les ossatures bois, l’étanchéité à l’air peut-être atteinte grâce aux panneaux de bois et au pare-vapeur. Les bétons coulés et les chapes de béton font aussi office d’écran étanche à l’air.

Au contraire, des matériaux comme les maçonneries ou les lambris ne sont pas suffisamment imperméables à l’air et ne peuvent pas être utilisés pour mettre en œuvre la barrière d’étanchéité à l’air du bâtiment !

Remarque : les isolants souples avec feuille étanche à l’air (ex. aluminium) ou les isolants rigides étanches à l’air ne devraient pas non plus être utilisés comme écran à l’air. En effet, les techniques de mise en œuvre d’un isolant souple nécessitent généralement l’ajout d’une structure secondaire ou une installation entre chevrons. Dans ce cas-là, un pare-air supplémentaire sera toujours nécessaire pour assurer l’étanchéité des joints et jonctions. C’est également le cas pour les isolants rigides même si leur performance d’étanchéité à l’air est élevée.

L’enduit intérieur

Les enduits intérieurs n’ont pas qu’une qualité esthétique ! Ils ont une performance d’étanchéité à l’air élevée pour autant que l’épaisseur soit suffisante et que l’enduit ne se fissure pas (les fissurations peuvent être une source de fuites d’air). C’est pourquoi, on privilégie une couche minimale de 6 mm d’épaisseur lors de sa pose.

Lors de la conception et la pose du plafonnage ou de l’enduit, il convient de faire particulièrement attention aux endroits cachés : derrière une plinthe, un encadrement de porte ou de fenêtre, derrière une gaine, un mur de brique apparent, … Il faut veiller à la continuité de l’étanchéité à l’air même en ces endroits-là.

Schéma continuité de l'étanchéité à l'air.

L’enduit intérieur fait office de barrière d’étanchéité à l’air lors de la conception d’un mur creux dont les éléments (briques, blocs de béton,…) sont très peu étanches à l’air dû aux cavités présentes dans la matière.

Remarque : les plaques de plâtres sont étanches à l’air en elles-mêmes, mais la réalisation de joints est difficile et les apparitions de fissures à ces endroits sont fréquentes.

Le pare-vapeur ou pare-air

Pour les structures bois et plus généralement pour les structures légères, ce sont les membranes films souples les plus utilisées comme écran à l’air. Dans ce cas-là, la membrane combine les fonctions de pare-vapeur et d’étanchéité à l’air.

Dès lors comme pour les pares-vapeurs, les points d’attention se situeront principalement aux joints de raccord entre les lés de deux parties courantes. De même, les jonctions entre le pare-air et les autres éléments de la construction sont importantes pour garantir l’étanchéité complète du bâtiment.

Les panneaux de bois

Pour une construction en ossature bois ou en panneaux de bois pleins, il n’est pas rare que des panneaux de bois servent à rigidifier la structure. Ces panneaux sont composés de fibres de bois ou de fibres de bois et ciment. Certains ont une perméabilité à l’air inférieur à 0,1 m³/h.m² sous 50 Pa. Ainsi comme les enduits intérieurs n’ont pas qu’une fonction esthétique, ces panneaux de bois n’ont pas qu’une fonction structurelle et peuvent faire office de barrière étanche à l’air.

Dans ce cas, la mise en œuvre devra particulièrement faire attention à ce que les joints entre les panneaux soient rendus étanches à l’air également !

Le béton coulé

Comme les enduits, le béton coulé in situ présente des performances d’étanchéité à l’air importantes. Il convient également de porter une attention particulière aux joints et au jonctions périphériques.

Les jonctions

Pour concevoir efficacement l’étanchéité à l’air d’un bâtiment, il faut correctement réaliser les jonctions et joints entre les parties courantes. Les matériaux utiles à la mise en œuvre de l’étanchéité à l’air sont de type : enduits, films ou panneaux.

On distingue ainsi trois types de jonctions possibles à mettre en place :

  • la jonction sec-sec, par exemple entre deux panneaux de bois;
  • la jonction sec-humide, par exemple entre un film et un enduit;
  • et la jonction humide-humide, par exemple entre deux enduits de façades.

La jonction sec-sec

Ce type de jonction est réalisé au moyen de colle, mastic, bande adhésive ou avec un élément de compression mécanique.

La jonction sec-sec peut être réalisée entre :

  • deux lés de pare-air par un ruban adhésif simple ou double face, par une latte de serrage support par un collage ou par agrafe sur support.
  • un lé de pare-air et une surface d’enduit sec par collage ou ruban adhésif.
  • deux panneaux de bois par joint souple ou ruban adhésif.
  • deux surfaces d’enduit sec par un joint souple.

Dans le cas du raccord entre deux bandes de membranes pare-air, il convient de :

  • vérifier la propreté des parties à coller, souder ou compresser;
  • assurer un chevauchement suffisant des parties. Le ruban adhésif ou la colle ne sont que des moyens de jonction et ne peuvent pas être considérées comme des membranes étanches à l’air même si elles le sont;
  • si la structure est en bois, les membranes peuvent être agrafées mais celle-ci devront être recouvertes de ruban adhésif;
  • éviter de tendre la membrane d’étanchéité, afin de ne pas lui imposer des contraintes qui pourraient mener à des déchirures.

Ruban adhésif

Latte de serrage

Remarque : dans le cas ou les lés sont perpendiculaires à la structure, la jonction doit s’effectuer sur un support généralement souple comme de l’isolant. Un assemblage soit par chevauchement soit par joint debout et collage ou moyen de colle ou ruban adhésif double face avec une grande précision doit être réalisé.

La jonction sec-humide

Une jonction entre un film pare-air ou un panneau de bois et le mur enduit peut devoir être réalisée entre les menuiseries et la façade ou par exemple entre la toiture et le mur de pignon.

La membrane, partie sèche, doit être « noyée » dans l’enduit, partie humide, pour garantir la continuité de la barrière d’étanchéité à l’air. Il est donc nécessaire de prévoir un raccord suffisamment long, en attente, lors de la pose de la membrane pare-air en toiture ou au châssis pour effectuer le raccord.

La partie sèche doit pouvoir être enduite sans perdre ses caractéristiques physiques sans lui induire des contraintes qui pourraient la déchirée. Si ce n’est pas le cas, des bandes noyées existent et permettent de faire le raccords avec la membrane pare-air.

Exemple de jonction sec-humide de la toiture avec le mur de pignon : la membrane du pare-air a été laissée suffisamment longue pour ensuite être « noyée » dans l’enduit lors de la pose de celui-ci

  1. Isolation
  2. Chevron ou fermette
  3. Isolation ou bloc isolant
  4. Mortier de scellement
  5. Sous-toiture
  6. Contre-latte
  7. Latte
  8. Rejet d’eau
  9. Tuile de rive
  10. Isolant entre chevrons
  11. Pare-vapeur
  12. Finition intérieure

La jonction humide-humide

La jonction entre deux faces d’enduits, par exemple dans le coin d’une pièce est théoriquement la plus facile à réalisée, dans les règles de l’art du plafonneur.

Toutefois, le bâtiment doit pouvoir vivre et dans certains cas pour éviter l’apparition de fissures, deux parois doivent être désolidarisées, c’est particulièrement le cas à la jonction mur-plafond. L’enduit n’étant plus continu, on placera un joint souple afin de garantir la continuité de l’étanchéité à l’air.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 11 Sep, 2014

Caractéristiques thermiques des sols

Caractéristiques thermiques des sols

Type de roche

Conductivité thermique
λ (W/mK)

Capacité thermique volumétrique
ρC (MJ/m³K)

min

valeur typique

max

Roches magmatiques

Basalte

1.3

1.7

2.3

2.3 – 2.6

Diorite

2.0

2.6

2.9

2.9

Gabbro

1.7

1.9

2.5

2.6

Granit

2.1

3.4

4.1

2.1 – 3.0

Péridotite

3.8

4.0

5.3

2.7

Rhyolithe

3.1

3.3

3.4

2.1

Roches métamorphiques

Gneiss

1.9

2.9

4.0

1.8 – 2.4

Marbre

1.3

2.1

3.1

2.0

Métaquartzite

env. 5.8

2.1

Mécaschistes

1.5

2.0

3.1

2.2

Schistes argileux

1.5

2.1

2.1

2.2 – 2.5

Roches sédimentaires

Calcaire

2.5

2.8

4.0

2.1 – 2.4

Marne

1.5

2.1

3.5

2.2 – 2.3

Quartzite

3.6

6.0

6.6

2.1 – 2.2

Sel

5.3

5.4

6.4

1.2

Grès

1.3

2.3

5.1

1.6 – 2.8

Roches argileuses limoneuses

1.1

2.2

3.5

2.1 – 2.4

Roches non consolidées

Gravier sec

0.4

0.4

0.5

1.4 – 1.6

Gravier saturé d’eau

env. 1.8

env. 2.4

Moraine

1.0

2.0

2.5

1.5 – 2.5

Sable sec

0.3

0.4

0.8

1.3 – 1.6

Sable saturé d’eau

1.7

2.4

5.0

2.2 – 2.9

Argile/limon sec

0.4

0.5

1.0

1.5 – 1.6

Argile/limon saturé d’eau

0.9

1.7

2.3

1.6 – 3.4

Tourbe

0.2

0.4

0.7

0.5 – 3.8

Autres substances

Bentonite

0.5

0.6

0.8

env. 3.9

Béton

0.9

1.6

2.0

env. 1.8

Glace (-10°C)

2.32

1.87

Plastique (PE)

0.39

–

Air (0-20°C, sec)

0.02

0.0012

Acier

60

3.12

Eau (+10°C)

0.58

4.19
Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 10 Juin, 2013

Types d’isolants : généralités

Types d'isolants : généralités

Un matériau est généralement considéré comme « isolant » lorsque son coefficient de conductivité thermique à l’état sec est inférieur ou égal à 0.07 W/mK.

Les grandes catégories d’isolants

Les isolants synthétiques

On regroupe sous ce nom les isolants tels que les mousses de polyuréthane et de polystyrène. Ces matériaux sont très défavorables. Issus de la chimie du chlore et du pétrole, ils sont produits à partir de matières non renouvelables et selon des procédés énergivores.

Ces isolants contiennent des substances qui appauvrissent la couche d’ozone (comme les HCFC) et libèrent des gaz toxiques et mortels en cas d’incendie. Des substituts aux CFC commencent à être utilisés et on a recours lors de la fabrication à de plus en plus de matériaux recyclés.

Dans cette catégorie, la mousse phénolique semble faire exception. Ces très bonnes caractéristiques thermiques associées à son caractère renouvelable, au faible rejet de polluant au long de sa durée de vie la rendent plus intéressante que les autres isolants synthétiques. Mais ce matériau récent ne possède pas encore réellement de filière de distribution et le retour pratique sur son utilisation et sa mise en œuvre est encore réduite.

Pour en savoir plus sur les isolants synthétiques : cliquez ici !

Les laines minérales

Ces isolants sont issus de matériaux abondants (roches volcaniques et sable) et présents en Europe. Ils sont souvent composés de matériaux recyclés. Tant que la teneur en liant reste inférieure à 5%, leur élimination se fait par mise en décharge comme matériaux inertes ou par recyclage complet (laine de roche). Leur procédé de fabrication est toutefois également très énergivore.

Pour en savoir plus sur les laines minérales.

Les isolants biosourcés

Ces isolants combinent généralement un matériau issu de sources renouvelables (végétaux, cellulose recyclée), et un mode de production peu énergivore.

Remarquons que la matière première est parfois peu abondante, ou disponible uniquement dans certaines régions (ex. liège).

En général, l’élimination des isolants « écologiques » peut se faire sans danger par compostage. Mais cela dépend du mode de fabrication. Par exemple, les isolants à base de chanvre ou de lin contiennent souvent du polyester.

Pour en savoir plus sur les isolants biosourcés.

Les formes d’isolant

Selon leur nature, les matériaux isolants présentent différentes formes, raideurs et résistances à la compression :

Formes Matériaux
Matelas semi-rigide ou souple : La laine de roche, la laine de verre, les fibres traitées organiques (chanvre, …) ou animales (laine, ….) …
Panneaux rigides : La mousse de polyuréthane, de polystyrène expansé ou extrudé, le verre cellulaire, les panneaux organiques (fibre de bois avec liant bitumineux ou caoutchouc, …), le liège …
Les flocons ou granulés : Les granulés de perlite ou de vermiculite, les granulés de polystyrène expansé, les granulés de liège, les flocons de laine minérale insufflés, les flocons de papier recyclé …

Les matériaux composites

Il existe des matériaux composites qui sont constitués de plaques juxtaposées de matériaux différents, isolants ou non.

Ces panneaux combinent les propriétés des matériaux qui les composent : résistance à la compression, imperméabilité à la vapeur, qualités thermiques, comportement au feu, comportement à l’humidité, aspect fini, etc.
Exemples :

Panneaux sandwiches autoportants avec ou sans armature de renforcement.

Panneaux de mousse PUR avec lestage ou surface circulable en béton.

Panneau complexe.

Panneaux complexes comprenant une couche d’isolant collé à une plaque de plâtre enrobé de carton avec interposition éventuelle d’un pare-vapeur entre le plâtre et l’isolant. L’isolant peut être de la mousse de polystyrène expansé ou extrudé, de la mousse de polyuréthanne, de la laine minérale.

Les isolants à pente intégrée

Les mousses synthétiques, le verre cellulaire, la laine de roche existent sous forme de panneaux dont les faces ne sont pas parallèles et forment un système permettant de faire varier l’épaisseur de l’isolant de façon continue. Des panneaux à double pente et des pièces spéciales de noues et d’arêtes sont en général également disponibles.

Isolant à pente intégrée sur une
toiture plate avant pose de l’étanchéité.

Grâce à ce système, il est possible de créer ou d’augmenter la pente de la couverture.

Les fabricants disposent généralement de services qui étudient la toiture et fournissent un plan de pose des isolants à pente intégrée.

Avantages

La réalisation ou la correction de la pente ne nécessite qu’une seule opération.

La charge sur le support est plus faible que s’il est fait usage d’un autre matériau pour réaliser la pente.

Inconvénients

L’épaisseur n’étant pas constante, l’isolation de la toiture plate le sera également. L’isolation devant être suffisante partout, une épaisseur suffisante d’isolant doit être prévue au point bas de la pente.

Pour former les pentes, une quantité importante d’isolant est donc nécessaire avec une conséquence sur le coût. À cela s’ajoutent les coûts liés aux difficultés de fabrication et d’études.

Quel isolant pour quel usage ?

Le tableau suivant présente une partie des choix envisageables pour isoler un bâtiment. Cette liste n’est bien entendue pas exhaustive. La colonne « choix traditionnel » montre ce qui est traditionnellement réalisé. Les deux autres colonnes, montre vers quelles solutions il faut se tourner lorsque l’on veut se rapprocher d’une démarche d’éco-construction.

Choix traditionnel

Choix plus écologique

Choix plus écologique

+

++

Dalle de sol

Polyuréthane

Polystyrène

Laine de roche haute densité

Verre cellulaire.

Argile expansé.

Double mur extérieur

Polyuréthane

Polystyrène

Laine minérale

Laine végétale et animale.

Chaux-chanvre (ossature bois).

Flocons de cellulose (ossature bois).

Toiture à versants

Laine minérale

Laine végétale et animale.

Chaux-chanvre (ossature bois).

Flocons de cellulose (ossature bois).

Toiture plate

Polyuréthane

Polystyrène

Laine minérale

Verre cellulaire.

Argile expansée.

Flocons de cellulose (ossature bois).

Tableau présentant les différentes solutions techniques d’isolation envisagées classiquement.

Caractéristiques principales des différents matériaux isolants

TYPE

–

Matériau

Masse

Conduct. therm.λi

Perm. à la vapeur µ moyen

Résist. à la compr.

Réact.
au feu

–

–

–

Kg/m³

W/mK

–

kg/cm²

–

 Minéral

MW

  Laine de roche

150 à 175

0.045

1.5

0.7 à 1.3 (*)

+

–

GW

 Laine de verre

13 à 60

0.045

1.5

0.2 (*)

+

–

CG

 Verre cellulaire

120 à 135

0.055

infini

7 à 16 (**)

+

–

EPB

 Perlite expansée

170

0.060

5 à 10

3,5 (*)

+

 Synthétique

PUR

 Polyuréthane

30

0.035

100

1.2 (*)

–

–

PIR

Polyisocyanurate

30

0.035

50

1.2 (*)

+

–

PF

Mousse phénolique

40

0.045***

80

1.2 (*)

+

–

EPS

 Polystyrène expansé

15 à 40

0.045

20 à 150

0.7 à 3.5 (*)

–

–

XPS

 Polystyrène extrudé

32 à 45

0.040

225

3 à 7 (*)

–

 Végétal

ICB

 Liège

100 à 120

0.050

12 à 28

–

+

Produits minces réfléchissants

PMR

 Multicouche composé de feuilles d’aluminium, mousses plastiques, polyéthylène, …

+ 70

0.050

12 à 28

–

+

(*) à 10 % de déformation (valeur moyenne)
(**) à la rupture
(***) pour les plaques en mousse résolique à cellules fermées revêtues, cette valeur est ramenée à 0,03 W/(mxK).

Remarques.

  • Les valeurs de λi sont tirées de l’annexe VII de la PEB. Elles correspondent à des matériaux non certifiés. Ces valeurs sont pessimistes.
  • Des valeurs plus favorables peuvent être considérées lorsque le matériau est connu quant à sa nature et certifié. Ces valeurs sont également données dans la NBN B 62-002/A1.
  • Lorsque les matériaux sont connus quant à leur nature, leur nom de marque et leur type et qu’ils sont certifiés, on considère leλi donné dans leurs certificats BENOR, ATG ou documents équivalents. Ces valeurs peuvent être beaucoup plus favorables que les précédentes, comme le montre le graphique ci-dessous.

Conductivité thermique maximale et minimale des isolants fournies par les spécifications techniques européennes de l’EOTA (European Organisation for Technical Approvals), les déclarations volontaires de qualité ATG (Agréments Techniques de l’UBAtc – Union Belge pour l’agrément technique dans la construction) ou les certificats Keymark du CEN (Comité Européen de Normalisation), quels que soient l’application et les autres facteurs d’influence éventuels.

Données

 Pour connaitre les valeurs conductivité thermique d’autres matériaux : cliquez ici !

Coût des différents types d’isolant

Les coûts repris ci-dessous sont indicatifs des matériaux que l’on peut trouver facilement en Belgique en 2008. Il s’agit de tarifs moyens annoncés par quelques fournisseurs. En effet, les prix varient en fonction des quantités achetées.

Coût Unité Épaisseur

Polystyrène extrudé

 7 à 25 € /m² hTVA 40 à 120 mm

Polystyrène expansé

 5 à 15 € /m² hTVA 40 à 120 mm

Polyuréthane

 6.5 à 27.5 € /m² hTVA 40 à 120 mm

Laine de verre

 5 à 18 € /m² hTVA 40 à 180 mm

Laine de roche

 5 à 18 € /m² hTVA 40 à 180 mm

Verre cellulaire

 25 à 35 € /m² hTVA 40 à 60 mm

Perlite expansée pure

 0.1 à 0.2 € /l hTVA /

Vermiculite expansée pure

 0.1 à 0.2 € /l hTVA /

Argile expansé

 7 à 12 € /m² hTVA 10 mm

Panneaux fibre de bois

 7 à 24 € /m² hTVA 30 à 100 mm

Cellulose en vrac

 0.13 € /l hTVA /

Laine de cellulose en vrac

 0.25 € /l hTVA /

Laine de cellulose en panneaux

 7 à 25 € /m² hTVA 40 à 160 mm

Liège en vrac

 0.2 € /m² hTVA /

Liège en panneaux

 5 à 12 € /kg hTVA 20 à 80 mm

Liège en rouleaux

 5 à 15 € /m² hTVA 2 à 6 mm

Laine de chanvre

 5 à 30 € /m² hTVA 5 à 200 mm

Feutre de jute

 4.5 € /m² hTVA /

Laine de mouton

 0.7 à 1.2 € /kg hTVA /

Impact sur la santé

L’impact des isolants sur la santé est encore difficilement estimable. En effet, si l’effet d’un composé est aujourd’hui connu, l’effet de la combinaison de produits toxiques est plus compliqué à analyser.  De plus pour déterminer les impacts des polluants, il y a toujours lieu de prendre en compte simultanément les trois paramètres suivants :

  • temps d’exposition
  • intensité de la pollution
  • sensibilité de la personne

En ce qui concerne les isolants synthétiques, ils dégagent tout au long de leur durée de vie des produits gazeux dangereux, mais comme ils ne sont pas en contact direct avec l’ambiance, on estime que leur impact est limité. Une chose reste sûre, ils ont le défaut de dégager des fumées très toxiques en cas d’incendie !

Les isolants fibreux ne posent pas non plus de problème une fois qu’ils ont été posés. Mais il faudra être très vigilant lors de leur mise en place, car leur structure fibreuse peut dans certains cas provoquer des problèmes pulmonaires suite à l’inhalation de particules fines. Cela dépendra du type de fibre et leur bio-persistance.  Ils ont le grand avantage d’être peu ou non combustible de par leur nature et leur structure, ou suite à un traitement au sel de bore.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 7 Juin, 2013

Isolants minéraux

Isolants minéraux

On distingue généralement les laines minérales des isolants minéraux  à proprement dits.

Les laines d’origine minérale

La laine de roche (MW)

Photo laine de roche (MW).Photo laine de roche, détail.

Les fibres de la laine de roche sont obtenues par la fonte de la roche diabase. Elles sont liées à l’aide de résines synthétiques polymérisées pour former des rouleaux et des panneaux. Ceux-ci peuvent présenter différentes rigidités et finitions de surface. La laine de roche a une composition non uniforme (parties infibrées).

La laine de roche est totalement perméable à la vapeur d’eau, mais est non hygroscopique. Elle est non capillaire (n’absorbe pas l’eau). Elle est totalement perméable à l’air. Elle se caractérise par une bonne stabilité thermique, un bon comportement au feu. Elle est fort compressible et résiste mal au délaminage.

Les panneaux de laine de roche destinés aux toitures plates seront de densité importante (ρ= 150 à 175 kg/m³) et de fabrication particulière (sens des fibres) pour garantir une rigidité suffisante, et une résistance suffisante au délaminage. Ces panneaux sont surfacés de voile de verre et/ou de bitume.

La laine de verre (GW)

Photo laine de verre (GW).    Photo laine de verre, détail.

Les fibres de la laine de verre sont obtenues par la fonte de verre et de sable quartzeux. Elles sont traitées par un produit hydrofuge. Elles sont liées à l’aide d’un produit thermodurcissant pour former des rouleaux et des panneaux. Ceux-ci peuvent présenter différentes rigidités et finitions de surface. La laine de verre a une composition uniforme.

Tout comme la laine de roche, la laine de verre est totalement perméable à la vapeur d’eau, mais est non hygroscopique. Elle est non capillaire (n’absorbe pas l’eau). Elle est totalement perméable à l’air. Elle se caractérise par une bonne stabilité thermique, un comportement au feu légèrement moins bon que la laine de roche.

La laine de verre n’est plus utilisée pour les toitures plates à cause de sa faible résistance au délaminage et à la compression.

Les isolants minéraux

Le verre cellulaire (CG)

Photo verre cellulaire (CG).   Photo verre cellulaire, détail.

Le verre cellulaire est une mousse de verre obtenue par expansion de celui-ci lorsqu’il est en fusion. Les cellules ainsi formées contiennent un gaz inerte.

Son procédé de fabrication conduit à la production d’un isolant léger à cellules fermées. Le verre cellulaire est ainsi est complètement étanche à la vapeur d’eau, à l’eau et à l’air. Il se caractérise par une bonne stabilité thermique et un bon comportement au feu. Bien qu’incompressible, ce matériau est relativement fragile et nécessite un support régulier et rigide lorsqu’il est soumis à des contraintes mécaniques.

Disponible en panneaux ou en gros granulés, son seul défaut, en plus de son coût élevé, est d’être produit par des procédés de fabrication très énergivore.

La perlite expansée (EPB)

Photo perlite expansée (EPB).

La perlite expansée est obtenue à partir de pierre volcanique rhyolitique concassée et expansée à une température de +/- 900°C.

La perlite expansée est mélangée à des fibres cellulosiques et à un liant bitumineux pour former des panneaux mais peut aussi être utilisée en vrac.

La perlite expansée se caractérise par une grande résistance à la compression et au poinçonnement, un bon comportement au feu et une résistance limitée au pelage. Elle ne résiste pas à une humidification prolongée.

La vermiculite

Photo vermiculite.
Granule de vermiculite grossi.
(doc. Agroverm).

La vermiculite est produite à partir de mica expansé. Elle est disponible sous forme de granulés ou de panneaux. Comme la perlite, ce matériau peut être déversé en vrac ou être incorporé dans les mortiers, bétons allégés, enduits isolants et dans les blocs de constructions.

L’argile expansée

Elle est vendue en vrac, en panneaux ou incorporée dans des bétons allégés, des blocs de construction préfabriqués.

L’argile expansée présente un excellent classement au feu et offre une bonne résistance à l’humidité.

Photo argile expansée. 

Granules d’argile expansée et Granule d’argile expansée grossie et coupée (doc. TBF).

Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 28 Mar, 2012

Isoler un plancher inférieur sur sol par le bas

Isoler un plancher inférieur sur sol par le bas

Choix du système

> Le choix du système d’isolation par l’extérieur se fait en fonction des critères suivants :

  • les performances énergétiques ;
  • le prix.

Les différentes possibilités d’isolation à l’intérieur de la structure

Le freine-vapeur devra être mis en œuvre si nécessaire (à évaluer en fonction de la composition du plancher : nature et épaisseur des couches). Il est cependant toujours conseillé pour garantir l’étanchéité à l’air du plancher.

img.

Un freine vapeur est toujours conseillé pour assurer l’étanchéité à l’air.

Les performances énergétiques

Il faut profiter de tout l’espace disponible pour y introduire l’épaisseur maximale possible d’isolant. Le coût de la main-d’œuvre est identique. Seule la quantité d’isolant augmente.

La structure en bois ne pouvant être supprimée, la transmission thermique est plus importante à l’endroit de celle-ci. Il en est tenu compte dans l’évaluation du coefficient de transmission thermique (équivalent) du plancher. Malgré cela, à cause de l’épaisseur importante généralement disponible pour l’isolant, des performances élevées peuvent être atteintes.

Le prix

« Le nerf de la guerre…! »

La fourniture et la pose de l’isolant lui-même sont peu couteuses par rapport aux autres parties du plancher.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 28 Mar, 2012

Isoler entre les éléments de structure d’un plancher inférieur [Concevoir]

Isoler entre les éléments de structure d’un plancher inférieur [Concevoir]

Choix du système

> Le choix du système d’isolation par l’extérieur se fait en fonction des critères suivants :

  • les performances énergétiques ;
  • le prix.

Les différentes possibilités d’isolation à l’intérieur de la structure

Le freine-vapeur devra être mis en œuvre si nécessaire (à évaluer en fonction de la composition du plancher : nature et épaisseur des couches). Il est cependant toujours conseillé pour garantir l’étanchéité à l’air du plancher.

Un freine vapeur est toujours conseillé pour assurer l’étanchéité à l’air.

Les performances énergétiques

Il faut profiter de tout l’espace disponible pour y introduire l’épaisseur maximale possible d’isolant. Le coût de la main-d’œuvre est identique. Seule la quantité d’isolant augmente.

La structure en bois ne pouvant être supprimée, la transmission thermique est plus importante à l’endroit de celle-ci. Il en est tenu compte dans l’évaluation du coefficient de transmission thermique (équivalent) du plancher. Malgré cela, à cause de l’épaisseur importante généralement disponible pour l’isolant, des performances élevées peuvent être atteintes.

Le prix

« Le nerf de la guerre…! »
La fourniture et la pose de l’isolant lui-même sont peu coûteuses par rapport aux autres parties du plancher.

Choix de l’isolant

Type d’isolant

L’isolant est placé dans les espaces laissés libres par la structure. Ces espaces sont généralement de dimensions et formes irrégulières. L’isolant doit donc être suffisamment souple pour épouser ces irrégularités. On utilisera donc des matelas isolants en laine minérale ou en matériaux naturels ou, si c’est possible (cavités bien fermées dans le bas), les mêmes matériaux déposés en vrac ou insufflés.

La migration de vapeur à travers le plancher devra être régulées par la pose, du côté intérieur d’un freine-vapeur étanche à l’air adapté à la finition extérieure et au type d’isolant posé (hygroscopique ou non).

Épaisseur de l’isolant

Les épaisseurs d’isolant sont déterminées en fonction de l’espace disponible. Idéalement, celui-ci doit être totalement rempli.

Conseils de mise en œuvre

> On évitera toute cavité dans l’isolant afin de ne pas créer de zones froides, des courants internes de convection ou d’aggraver les fuites d’air en cas de défectuosité du freine-vapeur. Les panneaux isolants doivent donc être posés de manière parfaitement jointive et appliqués contre les éléments de structure et les faces.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 28 Mar, 2012

Isoler un plancher inférieur par le haut [Concevoir]

Isoler un plancher inférieur par le haut [Concevoir]

Choix du système

> Le choix du système d’isolation par l’intérieur se fait en fonction des critères suivant :

  • les performances à atteindre
  • l’esthétique recherchée
  • les performances énergétiques
  • le prix

Les performances à atteindre

L’étanchéité à l’air du plancher doit être assurée. Cela ne pose pas de gros problème lorsque le support est en béton coulé sur place. Il suffit dans ce cas de traiter les raccords de la dalle du plancher avec les murs périphériques. Par contre, lorsqu’il s’agit d’un plancher léger à ossature et éléments assemblés une couche spéciale d’étanchéité à l’air doit être prévue. Elle fait en même temps office de pare-vapeur et doit être posée entre l’isolant et la plaque circulable.

L’esthétique recherchée

Toutes sortes de finitions de sol sont possibles. Elles peuvent être lourdes (chape + finition) ou légères (panneau fin ou planches + finition éventuelle).

La raideur de l’isolant devra être adaptée au type de finition. Des joints de mouvement devront être prévus dans la finition pour éviter la rupture de celle-ci.

Si l’isolant est trop souple et ne résiste pas à l’écrasement, des lambourdes seront placées pour porter la plaque circulable.

Les performances énergétiques

Lorsque le plancher est posé sur sol, l’isolation peut éventuellement se limiter à la zone périphérique, le long des façades. (La résistance mécanique de la chape flottante devra être vérifiée en rive d’isolant).

Parfois l’espace disponible pour poser l’isolant est limité. Dans ce cas, l’isolant devra être le plus performant possible pour atteindre les valeurs souhaitées (λ le plus petit possible). Des isolants moins performants seront choisis lorsque la place disponible est suffisante et que d’autres de leurs caractéristiques sont intéressantes (étanchéité à l’eau, étanchéité à la vapeur, résistance à la compression, prix, caractère écologique, …).

Le prix

« Le nerf de la guerre…! »

Le coût de la finition dépendra des choix esthétiques et des performances attendues (résistance mécanique, résistance à l’eau, aspect, facilité d’entretien, …).

Choix de l’isolant

Type d’isolant

Les isolants mis en œuvre devront être adaptés aux contraintes spécifiques au projet (résistance à la compression, résistance à l’eau, …).

Lorsque le support est irrégulier, la pose d’un isolant en matelas souples ou projeté sur place est préférable pour épouser les défauts. Si l’isolant est rigide, il est nécessaire de régler le support avant de poser l’isolant.

Épaisseur de l’isolant

Les épaisseurs d’isolant sont calculées à partir des performances à atteindre.

Conseils de mise en œuvre

> Les panneaux isolants doivent être posés de manière parfaitement jointive et appliqués contre le plancher afin d’éviter les interruptions dans la couche isolante (= pont thermique).

> Il faut protéger et manipuler les panneaux isolants avec précautions pour éviter les écrasements, les déchirures, l’eau, la boue.

Détails d’exécution

L’isolation par le haut d’un plancher existant sera interrompue à chaque mur. À cet endroit il y a un risque de pont thermique. L’interposition d’un élément isolant entre le mur et la dalle est possible si le bâtiment n’est pas trop lourd.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 28 Mar, 2012

Isoler un plancher inférieur par le bas [Concevoir]

Isoler un plancher inférieur par le bas [Concevoir]

Choix du système

> Le choix du système d’isolation par l’extérieur se fait en fonction des critères suivants :

  • les performances à atteindre ;
  • l’esthétique recherchée ;
  • les performances énergétiques ;
  • le prix.

Les performances à atteindre

Généralement la face extérieure des planchers est protégée de la pluie. On sera cependant attentif lorsque la plancher situé au-dessus de l’ambiance extérieure est raccordé au bas d’une façade. À cet endroit, un système doit être mis en œuvre pour éviter que les eaux de ruissellement atteignent le plafond (casse-goutte).

Schéma performances à atteindre.

L’esthétique recherchée

Lorsque la face inférieure du plancher n’est pas visible, il est inutile de revêtir l’isolant d’une finition.

Lorsque le plancher se trouve au-dessus de l’ambiance extérieure, il sera recouvert d’une finition en harmonie avec l’aspect extérieur du bâtiment et qui résiste aux agressions extérieures mécaniques et atmosphériques.

Lorsque le plancher est en même temps le plafond d’un espace adjacent non chauffé ou d’une cave, l’isolant pourra, soit rester apparent si les panneaux sont suffisamment rigides, soit être revêtu d’une finition pour environnement intérieur (planchettes, panneau, plaques de plâtre, enduit, …).

Les performances énergétiques

L’enduit isolant est difficile à mettre en œuvre au plafond et nécessite des épaisseurs excessives pour atteindre le coefficient de transmission thermique U réglementaire.

Les systèmes avec panneaux rigides peuvent être continus s’ils ne sont pas recouverts d’une finition.

Un système avec structure (finition inférieure supportée par une structure) présente une isolation discontinue et donc moins efficace pour une même épaisseur d’isolant.

Une structure métallique est déconseillée, car elle engendre des ponts thermiques.

Le prix

« Le nerf de la guerre…! »

Si l’isolant reste apparent, le coût des travaux dépendra principalement de la difficulté d’accès à la face inférieure du plancher (vide sanitaire de hauteur réduite).

Lorsque l’isolant est revêtu par une finition extérieure, le choix de cette finition (structure portante comprise) influencera fortement le coût des travaux.

Si on souhaite rendre les nœuds constructifs (appuis) conformes aux critères de la réglementation PEB en prolongeant de chemin de moindre résistance thermique, le coût des travaux annexe peut être considérable surtout si les appuis sont nombreux.

Choix de l’isolant

Type d’isolant

L’isolant est placé directement contre le plancher. Si l’isolant est souple, il épouse parfaitement la forme de son support même si celui-ci est un peu irrégulier. Si l’isolant est rigide, il est nécessaire de régler le support avant de poser l’isolant.

Un isolant perméable à l’air (laine minérale, par exemple) ne peut être choisi que si le support auquel il est fixé est lui-même étanche à l’air (plancher en béton, …).

Les produits minces réfléchissants (PMR), dont l’efficacité est beaucoup moins élevée que celle annoncée par les fabricants, sont à proscrire dans une isolation par l’extérieur puisqu’ils constituent un film pare-vapeur placé « du côté froid » du plancher, susceptible de provoquer une forte condensation sur la face interne (entre le plancher et l’isolant).

Épaisseur de l’isolant

Les épaisseurs  d’isolant sont calculées à partir des performances à atteindre..

Conseils de mise en œuvre

>Les panneaux isolants doivent être posés de manière parfaitement jointive et appliqués contre le plancher afin d’éviter les interruptions dans la couche isolante (= pont thermique) et les courants de convection.

Courants de convection.

Remarque : le risque de courants de convection est encore plus important lorsqu’il y a une lame d’air ventilée entre l’isolant et le parement extérieur.

> Il faut protéger et manipuler les panneaux isolants avec précautions pour éviter les écrasements, les déchirures, l’eau, la boue.

Choix de la finition

Cette finition ne sera généralement appliquée que lorsque la face inférieure du plancher est visible (environnement extérieur, cave ou espace adjacent non chauffé. Elle présentera les caractéristiques suivantes :

  • perméable à la vapeur d’eau pour éviter la condensation interstitielle ;
  • bonne résistance mécanique surtout en cas d’agression possible ;
  • aspect esthétique adapté ;
  • …

Détails d’exécution

L’isolation d’un plancher par le bas sera interrompue à chaque appui du plancher. À cet endroit il y a un risque de pont thermique. L’interposition d’un élément isolant entre le mur d’appui et la dalle est possible si le bâtiment n’est pas trop lourd.

Blocs isolants sous la dalle au dessus des murs de fondation.

Si cela n’est pas le cas, il est toutefois possible de prolonger à certains endroits le chemin que doit parcourir la chaleur pour sortir du volume protégé. Cette intervention reste généralement visible, mais est esthétiquement acceptable dans les caves, garages, locaux secondaires et vides sanitaires.

Allongement du chemin de moindre résistance thermique

Schéma allongement du chemin de moindre résistance thermique.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 27 Mar, 2012

Concevoir le mur à ossature bois

Concevoir le mur à ossature bois

Choix de la finition extérieure

Les prescriptions d’urbanisme imposent l’intégration des nouveaux bâtiments aux immeubles existants. Souvent l’usage d’un parement en brique apparente est exigé. Dans ce cas le parement est placé devant le mur à ossature comme il le serait devant un mur porteur du mur creux. Un vide légèrement ventilé est ménagé entre le parement et la paroi légère.

Parement en briques devant le mur à ossature bois.

Le parement n’exprime pas le caractère léger du bâtiment, ce qui pourrait être considéré comme regrettable. De plus, la masse du parement qui serait utile pour limiter la surchauffe de l’espace intérieur est inaccessible à partir de celui-ci. Le parement fait uniquement office de protection contre la pluie.
Il peut être remplacé par un bardage en bois, en ardoises, en métal, … Le creux est fortement ventilé. La coulisse peut être partiellement remplie par un isolant supplémentaire qui renforce ainsi l’isolation de la paroi.

Bardage en bois devant un mur à ossature bois.

Un enduit extérieur décoratif étanche à l’eau et perméable à la vapeur d’eau peut également être appliqué directement sur cet isolant supplémentaire (à la place du bardage ou du parement). L’isolant et l’enduit doivent faire partie d’un même système d’isolation thermique extérieure développé, testé et homologué par un même fabricant.

Finition extérieure en cimentage

  1. Cimentage.
  2. Armature du cimentage.
  3. Isolant.
  4. Panneau extérieur de la structure bois.
  5. Isolant thermique dans la structure bois.
  6. Freine-vapeur + étanchéité à l’air.
  7. Vide technique avec ou sans isolant.
  8. Structure en bois.

Choix de la structure

La structure est généralement réalisée à l’aide de montants et de traverses en bois massif de section rectangulaire. L’essence choisie sera suffisamment durable pour cet emploi ou traité préventivement pour éviter toute attaque de champignons ou d’insectes.

Les sections auront au moins 14 cm de hauteur. Cette hauteur peut être plus importante de manière à ménager ainsi un espace plus épais pour placer l’isolant thermique et augmenter ainsi les performances. La stabilité de la paroi est aussi améliorée.

Afin de minimiser les transmissions thermiques, des poutres en I peuvent être utilisées pour les montants. Elle permet de diminuer les ponts thermiques induits par les montants et par conséquent d’augmenter la résistance thermique de la cloison.

Poutres « I » préfabriquées en bois.

Quel freine-vapeur ?

Du côté chaud de l’isolant, une couche freine vapeur est toujours nécessaire, ne fut-ce que pour assurer l’étanchéité à l’air de la paroi, essentielle pour assurer l’isolation thermique et éviter les problèmes de condensation interstitielle.

Des panneaux en OSB ou multiplex sont généralement placés de part et d’autre de la structure pour assurer le contreventement des parois. Ils constituent ainsi les caissons dans lesquels sera posé l’isolant éventuellement en vrac. Le panneau intérieur peut faire office de freine-vapeur à condition que sa perméabilité à la vapeur soit connue et que les joints entre les panneaux soient soigneusement rendus étanches à l’aide de bandes adhésives ou de mastic.

Panneaux intérieurs faisant office de freine-vapeur et étanchéité à l’air.

Si la paroi n’est pas pourvue de panneau intérieur, le contrôle de la diffusion de vapeur et de l’étanchéité à l’air sera réalisé à l’aide de membranes spécialement destinées à cette fonction. Leur perméabilité à la vapeur d’eau est, dans certains cas, variable en fonction de conditions hygrothermiques. Certaines peuvent servir de couche de confinement pour les isolants à insuffler.

Membrane freine-vapeur et étanchéité à l’air.

Le niveau de perméabilité à la vapeur des panneaux et des membranes devra être déterminé suite à des calculs réalisés par un bureau spécialisé de préférence à l’aide d’un logiciel de simulation dynamique. Ce logiciel calcule le transfert de chaleur et d’humidité dans la paroi en fonction de la température et du taux d’humidité intérieure, des conditions climatiques, de l’évaporation, de l’absorption, ainsi que de la perméabilité et de la capillarité des matériaux.

Quel pare-pluie ?

Lorsqu’il y a un creux ventilé entre la finition extérieure (bardage, parement, …) et  la paroi,  une couche de protection de l’isolant contre les infiltrations accidentelle est posée du côté froid de l’isolant. Elle doit être le plus perméable possible à la vapeur d’eau.

Des panneaux en OSB ou multiplex sont généralement placés de part et d’autre de la structure pour assurer le contreventement des parois. Ils constituent ainsi les caissons dans lesquels sera posé l’isolant éventuellement en vrac. Le panneau extérieur peut faire office de pare-pluie.

Panneaux faisant office de pare-pluie.

Si la paroi n’est pas pourvue de panneaux extérieurs de contreventement, des panneaux bitumés légers en fibre de bois ou des membranes souples très robustes, imperméables à l’eau et très perméables à la vapeur d’eau peuvent être utilisées et servir de pare-pluie et, en même temps, de couche de confinement pour les isolants à insuffler.

Pare-pluie souple.

Quel type d’isolant ?

L’isolant posé dans la structure doit pouvoir s’adapter facilement à la forme de celle-ci et être suffisamment raide pour ne pas se tasser sous son propre poids.

L’isolant sera donc idéalement :

soit, constitué de panneaux semi-rigides de fibres minérales ou organiques placés avant la pose d’une des faces  de la paroi ;

Isolant en matelas.

soit insufflé dans la paroi déjà munie de ses deux faces de coffrage (pare-pluie et pare-vapeur).

Isolant en vrac.

L’eau étant un très bon conducteur de chaleur, il faut éviter que l’isolant ne s’humidifie. La migration de vapeur et l’étanchéité à l’eau devront être correctement maîtrisées.

L’épaisseur d’isolant dépendra du type d’isolant choisi, de sa configuration dans la paroi et des performances thermiques à atteindre.

Le remplissage de l’espace technique intérieur par de l’isolant ?

L’espace technique ménagé entre le freine-vapeur et la finition intérieure peut être rempli d’isolant sans provoquer un risque de condensation interstitielle car l’épaisseur de cet espace est relativement réduite par rapport à celle de la structure isolée. De cette manière on augmente à peu de frais les performances thermiques du mur surtout si l’espace technique est relativement épais à cause de l’encombrement des installations prévues.

Remplissage du vide technique par de l’isolant

  1. Finition intérieure.
  2. Vide technique isolé.
  3. Freine-vapeur et étanchéité à l’air.
  4. Ossature bois avec isolant
Image de l’auteur/autrice Publié par : olivier 8 Mar, 2012

Isolation à l’intérieur de la structure

Isolation à l'intérieur de la structure

Cette technique, délicate par la résolution des risques de condensation et ponts thermiques, consiste au placement d’isolation entre les éléments de structure.

Image de l’auteur/autrice Publié par : olivier 11 Jan, 2012

Choisir le type de toiture

Actuellement, les toitures plates sont aussi fiables que les toitures inclinées. Le choix se fera donc sur base des exigences architecturales de fonctionnalité et d’esthétique.

 

Dans le cas des toitures inclinées il faut choisir, soit d’isoler les versants, soit d’isoler le plancher des combles.

Isolation dans le versant de toiture.

Isolation dans le plancher des combles.
Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 11 Jan, 2012

Résoudre les noeuds constructifs – isolation dans l’épaisseur de la paroi

Résoudre les noeuds constructifs - isolation dans l’épaisseur de la paroi 

Ossatures légères

Les éléments de fixation et de structure répartis sur toute la surface de ces parois ne sont pas des nœuds constructifs mais sont pris en compte dans le calcul du coefficient de transmission thermique U de la paroi elle-même. Ils ne doivent généralement pas être traités.

Exemple.

Plancher léger inférieur.

Murs creux

Dans les bâtiments anciens, la coulisse est souvent interrompue. Ces interruptions constituent des ponts thermiques qui ne peuvent pas être supprimés.

Exemples.

Appui de plancher.

Seuil de fenêtre.

Retour de baie.

Dans ce cas, il est souhaitable de ne pas insuffler l’isolant dans la coulisse. Il est préférable d’isoler par l’extérieur.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 11 Jan, 2012

Résoudre les noeuds constructifs – isolation par l’extérieur

C’est le cas le plus facile à résoudre. En effet, il est généralement possible d’assurer la continuité de l’isolant sans rencontrer d’obstacles provoquant l’interruption de celui-ci.

Les principales difficultés seront localisées au droit des balcons et des fondations. Il n’est généralement pas possible, à coût raisonnable, de démonter le nœud constructif et d’insérer une couche isolante. La seule solution alors possible est d’allonger le chemin de moindre résistance thermique en emballant l’élément qui ne peut pas être coupé.

Les nœuds constructifs entre les fenêtres et les façades (appuis de fenêtre, linteaux, piédroits) nécessitent parfois des petites adaptations.

Résoudre les noeuds constructifs - isolation par l'extérieur

Raccord entre le pied de façade et un plancher sur vide sanitaire accessible (ou cave)

Lorsque le vide sanitaire (ou la cave) est accessible, le plancher sera isolé par l’extérieur, c.-à-d.. par le dessous. L’isolant est collé ou fixé mécaniquement.
En rénovation, la continuité entre l’isolant du mur et celle du plancher n’est pas réalisable. Il faut donc neutraliser le pont thermique en augmentant la longueur des chemins dont la résistance thermique est plus faible.

La résistance thermique du chemin ‘B’ est beaucoup plus faible que celle des chemins ‘A’ et ‘C’.

De par sa longueur, la résistance thermique du chemin ‘B’ au travers des matériaux non isolants tels que maçonneries, dalles de plancher, etc. devient aussi importante que celle des chemins ‘A’ et ‘C’.

Dans les terrains humides, le panneau isolant doit être protégé par une membrane drainante. Un drain doit être placé au bas de cette membrane pour récolter et évacuer les eaux.
Si le vide sanitaire est en contact direct avec l’air extérieur, il faut, pour les mêmes raisons que ci-dessus, prolonger l’isolant sous la dalle, sur l’intérieur du mur de fondation.

  1. Mur existant.
  2. Plancher lourd existant avec isolant appliqué sur sa face inférieure.
  3. Vide sanitaire accessible (ou cave) en contact direct avec l’air extérieur.
  4. Isolation par l’extérieur du mur de façade (cas de panneaux isolants revêtus d’un enduit).
  5. Isolant thermique résistant à l’humidité (XPS, par exemple) fixé au mur enterré pour neutraliser le pont thermique au pied de façade.
  6. Panneaux de protection mécanique résistant à l’humidité.
  7. Retour d’isolation pour neutraliser le pont thermique entre l’intérieur du bâtiment et le vide sanitaire.

Raccord entre le pied de façade et un plancher sur terre plein (isolé par l’intérieur)

Comme dans le cas précédent la continuité entre l’isolant du mur et celle du plancher n’est pas réalisable. Il faut donc neutraliser le pont thermique en prolongeant l’isolant du pied de façade en dessous du niveau du plancher.

Dans les terrains humides, le panneau isolant doit être protégé par une membrane drainante. Un drain doit être placé au bas de cette membrane pour récolter et évacuer les eaux.

  1. Mur existant.
  2. Plancher isolé sur sol.
  3. Isolation par l’extérieur du mur de façade.
  4. Isolant thermique (XPS) fixé au mur enterré pour neutraliser le pont thermique au pied de façade.
  5. Membrane drainante.
  6. Panneau de protection mécanique résistant à l’humidité.
  7. Drain et empierrement protégé à l’aide d’un géotextile.

Raccord avec une toiture chaude côté rive

Techniques

 Si vous voulez savoir comment réaliser une toiture chaude ?

  1. Pièce de bois fixée à la maçonnerie.
  2. Bande d’étanchéité de raccord. Celle-ci est placée de manière à favoriser l’écoulement de l’eau vers la partie couvrante (intérieure) de la toiture.
  3. Profilé de rive avec écarteur = casse-goutte fixé à la pièce de bois.

Raccord avec une toiture chaude côté gouttière pendante

Techniques

 Si vous voulez savoir comment réaliser une toiture chaude ?

  1. Mur de façade
  2. Panneaux isolants
  3. Armature de la couche d’enrobage
  4. enduit de finition
  5. Profil d’nterruption
  6. Pièces de bois (échelle)
  7. isolant existant
  8. Planche de rive
  9. Crochets
  10. Gouttière
  11. Larmier rigide
  • Isolation du mur par l’extérieur : placer les panneaux isolants (2) sur le mur de façade existant (1), le profilé d’interruption (5) fixé à la maçonnerie, l’armature et la couche d’enrobage (3) et enfin l’enduit de finition (4).
  • Poser des pièces de bois (6) là où doivent venir les crochets de la gouttière. Elles sont placées de manière à ce que la planche de rive posée ultérieurement fasse casse-goutte. Leur épaisseur est inférieure à celle de l’isolant de manière à éviter les stagnations d’eaux.
  • Création de la toiture chaude à partir du support existant (7) : l’étanchéité existante est conservée pour servir de pare-vapeur. L’isolant thermique est posé; il est prolongé entre les pièces de bois qui vont servir de support aux crochets de la gouttière. Une nouvelle étanchéité est posée sur l’isolant.
  • La planche de rive (8) est fixée sur les pièces de bois.
  • Les crochets (9) + la gouttière (10) sont placés.
  • La membrane d’étanchéité est posée. Le larmier rigide (11) assure la continuité de l’étanchéité entre la membrane et la gouttière.

Raccord avec une toiture chaude côté rive avec acrotère

Techniques

 Si vous voulez savoir comment réaliser une toiture chaude ?

  1. Maçonnerie pour surélever l’acrotère.
  2. Isolation du mur par l’extérieur (cas de panneaux isolants revêtus d’un enduit : isolant collé au support, armature et couche d’enrobage, enduit de finition.).
  3. Profilé d’interruption fixé dans la maçonnerie.
  4. Création d’une toiture chaude sur support existant : l’étanchéité existante est conservée comme pare-vapeur, isolant, nouvelle étanchéité, lestage éventuel.
  5. Chanfrein.
  6. L’isolation de l’acrotère assure la continuité de l’isolation.
  7. Bande d’étanchéité de raccord. Celle-ci est placée de manière à favoriser l’écoulement de l’eau vers la partie couvrante (intérieure) de la toiture.
  8. Profilé de rive avec écarteur = casse-goutte fixé à la maçonnerie.

Bruxelles Environnement a édité une vidéo illustrative de la mise en œuvre correcte de l’isolation d’un acrotère :

    Isolation : Isolation correcte de l’acrotère – [Vidéo réalisée dans le cadre du projet Conclip, soutenu par Bruxelles Environnement].

Raccord avec le versant de toiture isolé entre les chevrons

 Améliorer

 Si vous voulez savoir comment isoler le versant de la toiture existante ?

  1. Chevron ou fermette.
  2. Voligeage éventuel.
  3. Sous-toiture étanche à l’eau.
  4. Contre-latte.
  5. Lattes.
  6. Éléments de couverture.
  7. Planche de pied. Sa face supérieure doit se trouver dans le même plan que le bord supérieur des chevrons ou fermes.
  8. Planche de rive.
  9. Gouttière pendante.
  10. Peigne (protection de la latte de pied contre la pluie et contre la pénétration d’oiseaux ou d’insectes).
  11. Isolation de la toiture.
  12. Pare-vapeur.
  13. Plafond.
  14. Moulure décorative.
  15. Mur plein.
  16. Finition intérieure des murs.
  17. Isolation du mur par l’extérieur.
  18. Sous-enduit + armature + enduit de finition.

Raccord avec le versant de toiture isolé au-dessus des chevrons (toiture « Sarking »)

Améliorer

 Si vous voulez savoir comment isoler le versant de la toiture existante ?

  1. Cale de bois pour empêcher le glissement des panneaux isolants.
  2. Panneaux isolants rigides au-dessus des chevrons ou des fermettes (Toiture « Sarking »).
  3. Contre-lattes.
  4. Bavette insérée partiellement dans le panneau isolant pour que les eaux infiltrées s’écoulent dans la gouttière.
  5. Mur isolé par l’extérieur (cas de panneaux isolants revêtus d’un enduit : isolant collé au support, armature et couche d’enrobage. Enduit de finition.)
  6. Profilé d’interruption fixé mécaniquement à la maçonnerie.
  7. Isolant de remplissage pour assurer le continuité de la couche isolante entre la toiture et le mur.

La baie de fenêtre

Seuil et linteau – cas du panneau isolant revêtu d’un enduit

  1. Mur existant + enduit intérieur.
  2. Arrêt d’enduit + mastic.
  3. Panneau isolant collé.
  4. Armature et mortier d’enrobage.
  5. Enduit de finition.
  6. Armature d’angle.
  7. Retour d’isolation au niveau du linteau (panneau collé revêtu des mêmes couches que le reste du mur existant).
  8. Seuil en tôle pliée.
  9. Retour d’isolation au niveau du seuil.

Retour d’isolation au niveau du seuil – étapes :

  • Le seuil en pierre existant est démonté.
  • Un support de forme adéquate pour laisser de la place à l’isolant sous le châssis (une poutrelle en acier en « U » par exemple) est placé sous le châssis pour le soutenir.
  • Une couche isolante (isolant compressible) est placée sous le châssis jusqu’au panneau isolant extérieur.
  • Un nouveau seuil plus fin (métallique par exemple) est placé en garantissant l’écoulement vers l’extérieur de l’eau évacuée par le châssis (le conduit de drainage doit se trouver en avant du « talon » du seuil).

Ébrasement de baie – cas du panneau isolant revêtu d’un enduit

      1. Mur existant + enduit intérieur.
      2. Arrêt d’enduit + mastic.
      3. Panneau isolant collé.
      4. Armature et mortier d’enrobage.
      5. Enduit de finition.
      6. Armature d’angle.
      7. Retour d’isolation au niveau de l’ébrasement (panneau collé revêtu des mêmes couches que le mur).

 Seuil et linteau – cas de l’isolant protégé par un bardage

      1. Retour d’isolation au niveau du linteau.
      2. Retour d’isolation au niveau du seuil de fenêtre.
      3. Retour au niveau de l’ébrasement de fenêtre.

Retour d’isolation au niveau du linteau et au niveau de l’ébrasement : des lattes sont fixées sur le linteau et sur l’ébrasement de fenêtre. L’isolant est posé entre les lattes. Le tout est recouvert d’une finition ( feuille métallique par exemple).

Retour d’isolation au niveau du seuil – étapes :

  1. Le seuil en pierre existant est démonté.
  2. Un support de forme adéquate pour laisser de la place à l’isolant sous le châssis (une poutrelle en acier en « U » par exemple) est placé sous le châssis pour le soutenir.
  3. Une couche isolante (isolant compressible) est placée sous le châssis jusqu’au panneau isolant extérieur.
  4. Un nouveau seuil plus fin (métallique par exemple) est placé en garantissant l’écoulement vers l’extérieur de l’eau évacuée par le châssis (le conduit de drainage doit se trouver en avant du « talon » du seuil).

Seuil et linteau – cas de la création d’un mur creux

      1. Mur existant + enduit intérieur.
      2. Isolant thermique (cas d’une coulisse intégralement remplie).
      3. Mur de parement neuf.
      4. Remplissage de l’espace qui était réservé au seuil d’origine par de la maçonnerie.
      5. Nouveau seuil de fenêtre.
      6. Isolant thermique assurant la continuité entre l’isolant du mur et le châssis.
      7. Support de fenêtre sans appui sur le seuil (patte en acier galvanisé fixée mécaniquement au mur porteur).
      8. Cornière.
      9. Linteau extérieur.
      10. Membrane d’étanchéité (avec bords latéraux relevés) et joints verticaux ouverts au-dessus du linteau afin d’évacuer l’eau infiltrée dans la coulisse.
      11. Nouvelle fenêtre.
      12. Joint d’étanchéité (Mastic).
      13. Mousse isolante injectée.
      14. Nouvelle tablette (bois par exemple).
      15. Joint d’étanchéité (fond de joint + mastic).
      16. Calfeutrement
      17. Nouvelle finition de l’encadrement intérieur.

Concevoir

 Les principes à respecter sont les mêmes que ceux pour un seuil et un linteau d’un nouveau mur creux.

Lorsque les dimensions du dormant du châssis ne sont pas suffisantes pour revenir avec l’épaisseur des panneaux isolants sur les retours au niveau de l’ébrasement ou/et du linteau, il faut casser la maçonnerie.

Linteau – cas du panneau isolant revêtu d’un enduit

Ébrasement de baie – cas du panneau isolant revêtu d’un enduit

De même, si l’on souhaite conserver un seuil en pierre, il faut également casser la maçonnerie pour gagner de la place.
S’il n’est pas possible de casser la maçonnerie (linteau en béton, par exemple), il faut prévoir un châssis plus petit.

Remarque : de par son épaisseur, l’isolant posé à l’extérieur fait apparaître les châssis plus enfoncés dans la façade. De même, suivant la pose au niveau du linteau et du retour de baie, les dimensions du dormant du châssis peuvent paraître moins importantes.

Image de l’auteur/autrice Publié par : olivier 11 Jan, 2012

Choisir le type de mur [concevoir l’isolation]

Chacune de ces techniques constructives présente des avantages et des inconvénients qui guideront le choix.

Le mur creux

Principe du mur creux.

Avantages

  • Le mur creux s’intègre généralement dans l’architecture traditionnelle de nos régions.
  • Il est efficace contre les infiltrations d’eau de pluie.
  • Son parement extérieur résiste bien aux agressions mécaniques.
  • Le mur porteur intérieur généralement massif (> 100 kg/m²) renforce l’inertie thermique du bâtiment diminuant ainsi les risques de surchauffe en été et permettant un stockage de chaleur en hiver.

Inconvénients

  • L’épaisseur de l’isolant est limitée par l’épaisseur disponible dans le creux du mur (en rénovation).
  • La stabilité des parements notamment au-dessus des grandes baies nécessite des appareillages qui sont sources potentielles de ponts thermiques et de coûts supplémentaires.

Techniques

 Pour en savoir plus sur les caractéristiques du mur creux : cliquez ici  !

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 Pour en savoir plus sur la conception du mur creux : cliquez ici  !

Le mur plein non isolé

Principe du mur plein non isolé.

Ce type de mur ne sera généralement pas envisagé étant donné ses mauvaises performances thermiques. Même si le matériau utilisé est relativement isolant (béton cellulaire ou terre cuite allégée), les épaisseurs nécessaires pour atteindre ne fut-ce que les performances minimales exigées par la réglementation sont déjà très importantes (50 cm). Pour des performances plus ambitieuses, cette technique n’est pas adaptée.

Techniques

 Pour en savoir plus sur les caractéristiques du mur plein : cliquez ici  !

Le mur isolé par l’extérieur

Principe du mur isolé par l’extérieur.

  1. Mur plein.
  2. Mortier de collage de l’isolant.
  3. Panneau d’isolation.
  4. Armature synthétique ou métallique + sous-couche de l’enduit.
  5. Enduit de finition.

Avantages

  • L’isolant est continu et enveloppe bien le bâtiment.
  • Des épaisseurs importantes sont possibles.
  • L’aspect extérieur peut être adapté aux exigences urbanistiques.
  • Le mur généralement massif (> 100 kg/m²) renforce l’inertie thermique du bâtiment diminuant ainsi les risques de surchauffe en été et permettant un stockage de chaleur en hiver.

Inconvénients

  • La face extérieure de la façade est relativement fragile aux agressions mécaniques.

Techniques

 Pour en savoir plus sur les différents systèmes d’isolation par l’extérieur : cliquez ici  !

Concevoir

 Pour en savoir plus sur la conception du mur isolé par l’extérieur cliquez ici  !

Le mur isolé par l’intérieur

Principe du mur mur isolé par l’intérieur.

Ce type de mur ne sera généralement pas envisagé pour une nouvelle construction à cause de la difficulté à gérer les ponts thermiques, le risque de condensation interstitielle dans la façade et l’affaiblissement de l’inertie thermique du bâtiment (défavorable pour la gestion des surchauffes estivales).

Le mur à ossature bois

Principe du mur à ossature bois.

Avantages

  • Le mur à ossature bois est fabriqué en atelier et sa pose sur chantier est très rapide.
  • L’espace disponible pour la pose de l’isolant est généralement important. La façade peut donc être très performante du point de vue thermique.
  • Son inertie thermique faible peut être un avantage pour les bâtiments à occupation occasionnelle (salles de fête, lieux de culte, …) car elle permet une mise à température rapide sans apport d’énergie excessif et stockage inutile de celle-ci.

Inconvénients

  • La faible inertie de la façade augmente les risques de surchauffe en été.
  • Certaines réglementations urbanistiques imposent des parements extérieurs en brique. Du point de vue constructif, ce parement lourd n’est pas nécessaire. Il est coûteux. Il trompe l’observateur sur la nature de la paroi. Une couche massive de matériau est placée  à l’extérieur de l’isolant alors qu’elle aurait éventuellement pu être utile à l’intérieur pour stabiliser la température.

Techniques

 Pour en savoir plus sur les caractéristiques du mur à ossature : cliquez ici  !

Techniques

 Pour en savoir plus sur l’isolation dans l’ossature : cliquez ici  !

Concevoir

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Le mur-rideau

Principe du mur-rideau.

Le mur-rideau est comparable à  une fenêtre de grande dimension avec d’éventuelles parties pleines (non transparentes). Les exigences thermiques réglementaires  ne sont pas sévères et peuvent généralement être respectées. Toutefois, si certains murs rideaux avec triples vitrages atteignent des performances intéressantes (U < 0.85 W/m²K), ces valeurs sont bien moins bonnes que celles obtenues par des murs traditionnels (U < 0.4 W/m²K). Il est donc préférable de n’opter pour les murs rideaux que lorsque de grandes surfaces vitrées sont nécessaires. Si ce n’est pas le cas, une façade légère en bois est plus indiquée si le choix d’une façade légère est fait.

Techniques

 Pour en savoir plus sur les caractéristiques du mur rideau: cliquez ici  !

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 Pour en savoir plus sur la conception du mur rideau: cliquez ici  !
Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 8 Déc, 2011

Isoler entre les éléments de structure d’un plancher inférieur [Améliorer]

Isoler entre les éléments de structure d’un plancher inférieur [Améliorer]

Mesures préliminaires

Si le plancher présente des problèmes d’humidité, ceux-ci doivent d’abord être supprimés. En cas d’attaque par des insectes ou par des champignons, les parties atteintes doivent être enlevées et éliminées. Les parties saines et les nouvelles pièces doivent être traitées à l’aide de produits adaptés préventifs et curatifs si nécessaires. En effet, le fait de changer la composition du plancher entraîne une modification des conditions hygrothermiques des éléments. En outre, lorsque l’isolant et les finitions seront placés, il ne sera plus possible d’atteindre les parties cachées et il sera donc trop tard pour intervenir de manière économique.

Choix du système

> Le choix du système d’isolation par l’extérieur se fait en fonction des critères suivants :

  • la présence ou non d’une finition sur la face inférieure et l’accès à celle-ci ;
  • l’état des finitions existantes ;
  • les différentes possibilités ;
  • les performances énergétiques ;
  • le prix.

La finition sur la face inférieure

Lorsque la face inférieure du plancher est facilement accessible et qu’elle n’est pas recouverte d’une plaque de finition. L’accès est libre pour placer un isolant thermique. L’isolant devra être en panneaux suffisamment souple pour s’adapter à la forme des alvéoles et suffisamment compact pour pouvoir être fixé efficacement. Par le bas, la pose d’un isolant en vrac n’est pas possible. Après la pose des panneaux isolants, des plaques de finition peuvent être placées sur la face inférieure du plancher.

L’état des finitions existantes

En fonction de son état, on choisira la face à démonter (supérieure ou inférieure). Si les deux faces sont dans des états similaires, on comparera les coûts des interventions pour savoir laquelle sera démontée. Dans l’estimation du coût, il sera tenu compte des frais nécessités par la pose d’une barrière étanche à l’air.

Les différentes possibilités d’isolation à l’intérieur de la structure

Le freine-vapeur devra être mis en œuvre si nécessaire (à évaluer en fonction de la composition du plancher : nature et épaisseur des couches). Il est cependant toujours conseillé pour garantir l’étanchéité à l’air du plancher.

Les performances énergétiques

Il faut profiter de tout l’espace disponible pour y introduire l’épaisseur maximale possible d’isolant. Le coût de la main-d’œuvre est identique. Seule la quantité d’isolant augmente.

La structure en bois ne pouvant être supprimée, la transmission thermique est plus importante à l’endroit de celle-ci. Il en est tenu compte dans l’évaluation du coefficient de transmission thermique (équivalent) du plancher. Malgré cela, à cause de l’épaisseur importante généralement disponible pour l’isolant, des performances élevées peuvent être atteintes.

Le prix

« Le nerf de la guerre…! »
La fourniture et la pose de l’isolant lui-même sont peu couteux par rapport aux travaux annexes (démontage et remontage d’une des faces, réparation éventuelle de la structure, traitement du bois, pose d’une barrière d’étanchéité à l’air).

Choix de l’isolant

Type d’isolant

L’isolant est placé dans les espaces laissés libres par la structure. Ces espaces sont généralement de dimensions et formes irrégulières. L’isolant doit donc être suffisamment souple pour épouser ces irrégularités. On utilisera donc des matelas isolants en laine minérale ou en matériaux naturels ou, si c’est possible (cavités bien fermées dans le bas), les mêmes matériaux déposés en vrac ou insufflés.

La migration de vapeur à travers le plancher devra être régulées par la pose, du côté intérieur d’un freine-vapeur étanche à l’air adapté à la finition extérieure et au type d’isolant posé (hygroscopique ou non).

Épaisseur de l’isolant

Les épaisseurs d’isolant sont déterminées en fonction de l’espace disponible. Idéalement, celui-ci doit être totalement rempli.

Conseils de mise en œuvre

> On évitera toute cavité dans l’isolant afin de ne pas créer de zones froides, des courants internes de convection ou d’aggraver les fuites d’air en cas de défectuosité du freine-vapeur.   Les panneaux isolants doivent donc être posés de manière parfaitement jointive et appliqués contre les éléments de structure et les faces.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 7 Déc, 2011

Isoler un plancher inférieur par le haut [Améliorer]

Isoler un plancher inférieur par le haut [Améliorer]

Mesures préliminaires

Si le plancher présente des problèmes d’humidité provenant des appuis ou du sol, l’isolant doit être étanche à l’eau. Un film étanche (eau et air) est placé sur l’isolant, en dessous de la surface circulable (chape avec finition).

Il faudra être attentif à ce que le traitement du plancher ne provoque pas l’apparition ou l’aggravation de problèmes d’humidité dans les murs en élévation au-dessus du plancher. Auquel cas la base des murs devra également être traitée (membrane étanche insérée ou injection d’un produit hydrofuge).

Choix du système

> Le choix du système d’isolation par l’intérieur se fait en fonction des critères suivant :

  • la possibilité d’alternative
  • les performances à atteindre
  • l’esthétique recherchée
  • les performances énergétiques
  • le prix

La possibilité d’alternative

Lorsque le plancher inférieur est posé sur le sol ou que sa face inférieure n’est pas accessible, la seule possibilité d’améliorer la résistance thermique de celui-ci est de l’isoler par le haut.

L’isolation éventuellement se limiter à la zone périphérique du plancher, le long des façades. (La résistance mécanique de la chape flottante devra être vérifiée en rive d’isolant).

Isolation périphérique horizontale.

Isolation périphérique verticale.

Les performances à atteindre

L’étanchéité à l’air du plancher doit être assurée. Cela ne pose pas de gros problème lorsque le support est en béton coulé sur place. Il suffit dans ce cas de traiter les raccords de la dalle du plancher avec les murs périphériques. Par contre, lorsqu’il s’agit d’un plancher léger à ossature et éléments assemblés une couche spéciale d’étanchéité à l’air doit être prévue. Elle fait en même temps office de pare-vapeur et doit être posée entre l’isolant et la plaque circulable.

L’esthétique recherchée

Toutes sortes de finitions de sol sont possibles. Elles peuvent être lourdes (chape + finition) ou légères (panneau fin ou planches + finition éventuelle).

La raideur de l’isolant devra être adaptée au type de finition. Des joints de mouvement devront être prévus dans la finition pour éviter la rupture de celle-ci.

Si l’isolant est trop souple et ne résiste pas à l’écrasement, des lambourdes seront placées pour porter la plaque circulable.

Les performances énergétiques

Parfois l’espace disponible pour poser l’isolant est limité (hauteur sous linteau des portes par exemple). Dans ce cas, l’isolant devra être le plus performant possible pour atteindre les valeurs souhaitées (λ le plus petit possible). Des isolants moins performants seront choisis lorsque la place disponible est suffisante et que d’autres de leurs caractéristiques sont intéressantes (étanchéité à l’eau, étanchéité à la vapeur, résistance à la compression, prix, caractère écologique, …).

Le prix

« Le nerf de la guerre…! »

L’isolation par le haut nécessite généralement la démolition du revêtement existant pour gagner de la hauteur disponible ou pour ne pas surcharger la dalle. Ce coût peut être important (enlèvement, évacuation, protections, réparation de la surface, nettoyage, …) Il est donc économiquement préférable, si possible, de poser la nouvelle isolation sur la finition existante.

Le coût de la finition dépendra des choix esthétiques et des performances attendues (résistance mécanique, résistance à l’eau, aspect, facilité d’entretien, …).

Plancher. Si l’isolant reste apparent, le coût des travaux dépendra principalement de la difficulté d’accès à la face inférieure du plancher (vide sanitaire de hauteur réduite).

Lorsque l’isolant est revêtu par une finition extérieure, le choix de cette finition (structure portante comprise) influencera fortement le coût des travaux.

Si on souhaite rendre les nœuds constructifs (appuis) conformes aux critères de la réglementation PEB en prolongeant de chemin de moindre résistance thermique, le coût des travaux annexe peut être considérable surtout si les appuis sont nombreux.

Choix de l’isolant

Type d’isolant

Les isolants mis en œuvre devront être adaptés aux contraintes spécifiques au projet (résistance à la compression, résistance à l’eau, …).

Lorsque le support est irrégulier, la pose d’un isolant en matelas souples ou projeté sur place est préférable pour épouser les défauts. Si l’isolant est rigide, il est nécessaire de régler le support avant de poser l’isolant.

Épaisseur de l’isolant

Les épaisseurs d’isolant sont calculées à partir des performances à atteindre.

Conseils de mise en œuvre

> Les panneaux isolants doivent être posés de manière parfaitement jointive et appliqués contre le plancher afin d’éviter les interruptions dans la couche isolante (= pont thermique).

> Il faut protéger et manipuler les panneaux isolants avec précautions pour éviter les écrasements, les déchirures, l’eau, la boue.

Détails d’exécution

L’isolation par le haut d’un plancher existant sera interrompue à chaque mur. À cet endroit le pont thermique est difficile à éviter. L’interposition d’un élément isolant entre le mur d’appui et la dalle est très difficile, voire impossible et de toute manière très coûteuse.

La présence éventuelle du sol sous la dalle réduit l’impact des ponts thermiques sauf à proximité des façades.
La finition du sol et des murs à proximité de ces ponts thermiques devra être capable de supporter une humidité importante éventuelle sans se détériorer.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 7 Déc, 2011

Isoler un plancher inférieur par le bas [Améliorer]

Isoler un plancher inférieur par le bas [Améliorer]

Mesures préliminaires

Si le plancher présente des problèmes d’humidité provenant des appuis, ceux-ci doivent d’abord être supprimés. Une barrière étanche horizontale doit être placée dans les murs d’appui humides, en dessous de la face inférieure du plancher. Si cette barrière est inexistante ou mal positionnée, il faut la créer. Pour ce faire, une membrane étanche peut être placée en démontant la maçonnerie par petits tronçons. Cette méthode est la plus efficace, mais difficile et délicate à réaliser. Aussi, on peut créer cette barrière en injectant des produits hydrofuges dans la masse du mur.
On doit ensuite laisser au plancher le temps de sécher.

Choix du système

> Le choix du système d’isolation par l’extérieur se fait en fonction des critères suivants :

  • les performances à atteindre ;
  • l’esthétique recherchée ;
  • les performances énergétiques ;
  • le prix.

Les performances à atteindre

Généralement la face extérieure des planchers est protégée de la pluie. On sera cependant attentif lorsque la plancher situé au-dessus de l’ambiance extérieure est raccordé au bas d’une façade. À cet endroit, un système doit être mis en œuvre pour éviter que les eaux de ruissellement atteignent le plafond (casse-goutte).

L’esthétique recherchée

Lorsque la face inférieure du plancher n’est pas visible, il est inutile de revêtir l’isolant d’une finition.

Lorsque le plancher se trouve au-dessus de l’ambiance extérieure, il sera recouvert d’une finition en harmonie avec l’aspect extérieur du bâtiment et qui résiste aux agressions extérieures mécaniques et atmosphériques.

Lorsque le plancher est en même temps le plafond d’un espace adjacent non chauffé ou d’une cave, l’isolant pourra, soit rester apparent si les panneaux sont suffisamment rigides, soit être revêtu d’une finition pour environnement intérieur (planchettes, panneau, plaques de plâtre, enduit, …).

Les performances énergétiques

L’enduit isolant est difficile à mettre en œuvre au plafond et nécessite des épaisseurs excessives pour atteindre le coefficient de transmission thermique U réglementaire.

Les systèmes avec panneaux rigides peuvent être continus s’ils ne sont pas recouverts d’une finition.

Un système avec structure (finition inférieure supportée par une structure) présente une isolation discontinue et donc moins efficace pour une même épaisseur d’isolant.

Une structure métallique est déconseillée, car elle engendre des ponts thermiques.

Le prix

« Le nerf de la guerre…! »

Si l’isolant reste apparent, le coût des travaux dépendra principalement de la difficulté d’accès à la face inférieure du plancher (vide sanitaire de hauteur réduite).

Lorsque l’isolant est revêtu par une finition extérieure, le choix de cette finition (structure portante comprise) influencera fortement le coût des travaux.

Si on souhaite rendre les nœuds constructifs (appuis) conformes aux critères de la réglementation PEB en prolongeant de chemin de moindre résistance thermique, le coût des travaux annexe peut être considérable surtout si les appuis sont nombreux.

Choix de l’isolant

Type d’isolant

L’isolant est placé directement contre le plancher. Si l’isolant est souple, il épouse parfaitement la forme de son support même si celui-ci est un peu irrégulier. Si l’isolant est rigide, il est nécessaire de régler le support avant de poser l’isolant.

Un isolant perméable à l’air (laine minérale, par exemple) ne peut être choisi que si le support auquel il est fixé est lui-même étanche à l’air (plancher en béton, …).

Les produits minces réfléchissants (PMR), dont l’efficacité est beaucoup moins élevée que celle annoncée par les fabricants, sont à proscrire dans une isolation par l’extérieur puisqu’ils constituent un film pare-vapeur placé « du côté froid » du plancher, susceptible de provoquer une forte condensation sur la face interne (entre le plancher et l’isolant).

Épaisseur de l’isolant

Les épaisseurs d’isolant sont calculées à partir des performances à atteindre.

Conseils de mise en œuvre

> Les panneaux isolants doivent être posés de manière parfaitement jointive et appliqués contre le plancher afin d’éviter les interruptions dans la couche isolante (= pont thermique) et les courants de convection.

Courants de convection.

Remarque : le risque de courants de convection est encore plus important lorsqu’il y a une lame d’air ventilée entre l’isolant et le parement extérieur.

> Il faut protéger et manipuler les panneaux isolants avec précautions pour éviter les écrasements, les déchirures, l’eau, la boue.

  Choix de la finition

Cette finition ne sera généralement appliquée que lorsque la face inférieure du plancher est visible (environnement extérieur, cave ou espace adjacent non chauffé. Elle présentera les caractéristiques suivantes :

  • perméable à la vapeur d’eau pour éviter la condensation interstitielle ;
  • bonne résistance mécanique surtout en cas d’agression possible ;
  • aspect esthétique adapté ;
  • …

Détails d’exécution

L’isolation d’un plancher existant par le bas sera interrompue à chaque appui du plancher. À cet endroit le pont thermique est difficile à éviter. L’interposition d’un élément isolant entre le mur d’appui et la dalle est très difficile, voire impossible et de toute manière très coûteux.

Il est toutefois possible de prolonger à certains endroits le chemin que doit parcourir la chaleur pour sortir du volume protégé. Cette intervention reste généralement visible, mais est esthétiquement acceptable dans les caves, garages, locaux secondaires et vides sanitaires.

Allongement du chemin de moindre résistance thermique

Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 7 Déc, 2011

Choisir la technique d’isolation d’un plancher

Les trois possibilités

Il existe trois moyens d’isoler un plancher existant. Ils ne sont pas applicables à tous les cas.

  1. Isolation par le bas : L’isolant est fixé sur la face inférieure du plancher et éventuellement recouvert d’un parachèvement.
  2. Isolation par le haut : L’isolant est posé sur le plancher et recouvert d’un revêtement devant permettre la circulation.
  3. Isolation entre les éléments de structure du plancher : L’isolant est placé entre les éléments de structure entre la surface de circulation et le parachèvement inférieur.

>> Le choix de la technique d’isolation d’un plancher se fait en fonction des critères ci-dessous :

La possibilité technique

L’isolation par le bas ne sera pas possible si le plancher est posé directement sur le sol.

L’isolation dans la structure n’est possible que pour les planchers à ossature.

L’isolation par le haut nécessite la pose d’une nouvelle finition et l’enlèvement éventuel de la finition existante. L’encombrement de l’isolant devra être pris en compte (hauteurs sous linteaux de portes ou plafonds diminuées, présence éventuelle de marches, …).

La qualité hygrothermique recherchée

Quelle que soit la méthode d’amélioration utilisée, il est difficile d’éviter les ponts thermiques aux appuis du plancher sur les murs de fondation et aux appuis des murs en élévation sur le plancher. En effet, à ces endroits la couche isolante est interrompue. La prolongation du chemin de moindre résistance thermique ou surtout l’insertion d’un élément isolant entre le mur et le plancher sont difficiles à réaliser en rénovation.

L’isolation par le bas du plancher.

L’isolation par le bas du plancher permet d’utiliser l’inertie thermique de celui-ci. Cela engendre des variations moins rapides du climat intérieur des locaux. L’inertie permet de stocker de la chaleur et de limiter les surchauffes. L’isolation par le haut, limite la capacité d’inertie à celle de la couche située au-dessus de l’isolant. (Aire de foulée).

L’utilité réelle d’isoler

L’isolation d’une paroi ne se justifie que par les déperditions thermiques à travers celle-ci. Dans un immeuble neuf, toutes les parois de l’enveloppe du volume protégé doivent être isolées. Le niveau d’isolation à atteindre dépendra d’un optimum économique (et écologique) à atteindre.

En rénovation, des priorités doivent être établies dans le choix des parois à améliorer thermiquement. Lorsque le coût des travaux est élevé, lorsque la surface du plancher est grande et lorsque celui-ci est directement posé sur le sol (environnement extérieur favorable), il faut vérifier si l’amélioration de l’isolation sur toute la surface est financièrement, thermiquement et écologiquement utile. Une isolation périphérique, si elle est réalisable, est souvent suffisante. L’investissement des moyens disponibles dans le traitement des autres parois (murs, façades) est parfois préférable.

Lorsque le plancher inférieur est situé au-dessus de l’ambiance extérieure ou d’un espace adjacent (cave, vide sanitaire ou local) fortement ventilé et que la pose de l’isolant par-dessous est possible, l’amélioration thermique du plancher est totalement justifiée.

La présence ou la prévision d’un chauffage par le sol

Lorsque le plancher inférieur est muni d’un chauffage intégré (chauffage par le sol) les déperditions thermiques à travers celui-ci sont beaucoup plus importantes. En effet, la face intérieure du plancher est à une température plus élevée que l’ambiance intérieure (30 à 35 °C au lieu de 20 °C) et la déperdition thermique est directement proportionnelle à la différence de température entre l’intérieur et l’extérieur. Dans ce cas il est particulièrement recommandé d’améliorer l’isolation thermique du plancher. Dans ce cas, l’isolant ne peut évidemment être placé au-dessus du plancher chauffant.

Image de l’auteur/autrice Publié par : olivier 26 Juil, 2011

Ponts thermiques

Ponts thermiques

Généralités

Les ponts thermiques sont des points faibles dans l’isolation thermique de l’enveloppe du bâtiment.
À ces endroits, en hiver, la température superficielle de l’enveloppe est plus basse que celle des surfaces environnantes.

Ils découlent, en général de :

  • Contraintes constructives
  • Contraintes géométriques

Ils vont provoquer :

  • Des dépenses énergétiques
  • Un inconfort sur le plan de l’hygiène
  • La détérioration des matériaux

Pont thermique dû à des contraintes constructives

Les matériaux isolants ont généralement des capacités limitées en matière de résistance aux contraintes mécaniques.

Le principe de la continuité de la couche isolante n’a pas été respecté, ou n’a pu l’être dans certains cas, à certains endroits.

Il s’agit par exemple d’ancrages ou d’appuis entre d’éléments situés de part et d’autre de la couche isolante de la paroi.

L’isolant étant localement absent, le flux de chaleur est sensiblement plus dense dans ces parties de la paroi.

Pont thermique dû à des contraintes géométriques

Ce type de pont thermique est dû à la forme de l’enveloppe à un endroit.

A cet endroit, la surface de la face extérieure est beaucoup plus grande que la surface de la face intérieure.

La surface chauffée (intérieure) est plus petite que la surface de refroidissement (extérieure).

Dépenses énergétiques provoquées par les ponts thermiques

Dans le cas d’un bâtiment bien isolé, les ponts thermiques peuvent entraîner des déperditions de chaleur proportionnellement très importantes par rapport aux déperditions totales.

En outre, si on ne tient pas compte des déperditions dues aux ponts thermiques, l’installation de chauffage peut être sous-dimensionnée.
C’est surtout le cas lorsque le bâtiment est très bien isolé et lorsque les installations de chauffage sont dimensionnées de façon optimale.

Inconfort sur le plan de l’hygiène provoqué par les ponts thermiques

Les ponts thermiques provoquent une condensation en surface lorsque la température de celle-ci descend en dessous du point de rosée de l’air ambiant.

L’humidité de la paroi permet le développement de moisissures.

Celles-ci, outre leur aspect désagréable, dégagent des substances pouvant être odorantes et pouvant provoquer chez certaines personnes des phénomènes d’allergie.

Du point de vue hygiénique et confort les moisissures doivent donc être évitées.

Détérioration des matériaux provoquée par les ponts thermiques

Lorsque les quantités d’eau condensées sont importantes et ne peuvent être éliminées quotidiennement, elles pénètrent les revêtements et papiers peints, et provoquent leur détérioration.
Les carrelages, les revêtements plastiques, les peintures synthétiques à l’huile résistent mieux au détériorations.

Lorsque la condensation se fait dans le bois, celui-ci va pourrir plus ou moins vite en fonction de son essence et du traitement de protection dont il a bénéficié.

Si la condensation est importante, toute l’épaisseur de la paroi peut être fortement humide. La structure porteuse de la construction elle-même se dégrade sous l’effet de l’humidité permanente et éventuellement aussi du gel des matériaux.

Analyse des effets des ponts thermiques sur les flux de chaleur au travers d’une paroi

Isolation par l’extérieur d’un mur avec descente d’eau pluviale

Situation

Situation  n°1

Situation °2

L’architecte refuse de déplacer la descente d’eau pluviale; l’isolation extérieure y est interrompue.

La descente d’eaux pluviales est déplacée, l’isolation extérieure est continue.

Dessin des isothermes

Situation n°1

Situation n°2

Les températures de paroi intérieures sont d’environ 15°C.

Les températures de paroi intérieures sont plus élevées : environ 17°C.

Ligne de flux de chaleur

Situation n°1

Situation n°2

La chaleur s’échappe de manière importante par la discontinuité dans l’isolant.

La chaleur s’échappe de manière relativement identique par toutes les parties du mur.

Isolation par l’extérieur – Pourtour de baie vitrée

Situation n°1

Situation n°2

L’isolant n’est pas prolongé à l’intérieur de la baie.

L’isolant est prolongé à l’intérieur de la baie.

Situation n°1

Situation n°2

Les températures de paroi intérieures sont d’environ 16°C.

Les températures de paroi intérieures sont plus élevées : environ 18°C.

Situation n°1

Situation n°2

La chaleur s’échappe de manière importante par le retour de baie non isolé.

La chaleur s’échappe de manière relativement identique par toutes les parties du mur.
Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 12 Mai, 2011

Définition, fonctions et types de planchers inférieurs

Définition, fonctions et types de planchers inférieurs

Définition du plancher

Nous appellerons plancher inférieur la paroi qui délimite le volume protégé. Les technologies relatives aux planchers dépendront de l’environnement extérieur et du type de support. Par contre, comme ils font partie de l’enveloppe du volume protégé, ils devront, quelque soit leur technologie, avoir une résistance thermique et une étanchéité à l’air suffisante.

Types d’environnement extérieur

Le sol

Le plancher peut être en contact avec le sol. Dans ce cas il peut soit supporter uniquement son propre poids et les charges découlant de son utilisation (dalle sur sol), soit il peut porter l’ensemble du bâtiment et des charges (radier).

Dalle sur sol.

Radier.

Le vide

Le plancher peut aussi porter au-dessus du vide en s’appuyant sur des parois verticales. Ce vide peut être l’air extérieur, un espace adjacent non chauffé (EANC), un vide sanitaire ou une cave.

Sur l’extérieur – Sur espace adjacent non chauffé (EANC) – Sur cave – Sur vide sanitaire.

Types de support

Les planchers non portants sur sol

Ces planchers sont directement posés sur le sol. Ils sont généralement en béton armé. Ils ne sont pas solidaires des murs et bougent librement par rapport à ceux-ci. Ils doivent résister à leur propre poids et aux charges d’utilisation.

Le plancher ne porte pas le bâtiment.

Les radiers

Le radier est une forme de fondation qui a la particularité de répartir le poids du bâtiment sur une grande surface lorsque la portance du sol est limitée. Ils servent ainsi de fondation continue à  l’ensemble des murs porteurs. Ils sont réalisés en béton armé. Les armatures sont beaucoup plus importantes que lorsqu’il s’agit d’un plancher non portant.

Le radier porte l’ensemble du bâtiment.

Les planchers autoportants

Le plancher inférieur du bâtiment peut aussi être appuyé sur les murs comme les autres planchers d’étages.

  • Les planchers autoportants lourds
    Ces planchers massifs sont réalisés en béton. Ils peuvent être totalement coulés sur place ou préfabriqués et solidarisés ensuite à l’aide d’une dalle de compression en béton armé.

Plancher en béton massif coulé sur place.

Eléments de plancher en béton armé.

Hourdis (poutrains + entrevoûts).

(4 schémas : BA, Hourdis, prédalles et poutrains + entrevoûts)

  • Planchers portants légers
    Ces planchers sont constitués d’une ossature en bois portant une aire de foulée en bois ou en panneaux de bois. Leur face inférieure pout être habillée ou non.

Plancher en bois.

Fonctions du plancher

Résistance mécanique (autoportant, non portant)

Lorsque le plancher est non portant, les armatures sont principalement technologiques. Elles ont pour fonction d’aider la dalle à répartir les charges d’utilisation sur le terrain et d’éviter une fissuration de celle-ci.

Lorsque le plancher est portant, il devra être calculé pour résister aux charges et empêcher des déformations qui dépassent les normes admises.

Résistance thermique

Lorsque le plancher est posé sur la terre ou est situé au-dessus d’une cave ou d’un vide sanitaire, la présence du sol constitue déjà une forme d’isolation thermique du plancher. La chaleur doit parcourir un long chemin dans le sol pour parvenir à l’extérieur. Cela n’est cependant pas suffisant pour que le bâtiment soit thermiquement performant (la réglementation PEB en Wallonie exige une  résistance thermique minimale de ce plancher).

La mise en œuvre d’une couche isolante est donc nécessaire. Elle peut être placée au-dessus de la dalle ou en dessous de celle-ci (contre la terre). Dans ce dernier cas, il est nécessaire d’employer un matériau isolant qui résiste à l’humidité et à la compression.

La chaleur doit traverser le sol pour atteindre l’environnement extérieur.

Le plancher est situé au-dessus d’un EANC ou de l’environnement extérieur, il doit être isolé au même titre que les autres parois de l’enveloppe du volume protégé (la réglementation PEB en Wallonie exige que le coefficient de transmission thermique U de ce  plancher ne dépasse certaines valeurs maximales).
L’isolant peut être placé sous le plancher, dans la structure portante d’un plancher léger ou sur le support, mais en dessous de l’aire de circulation (chape ou panneaux).

Isolation au-dessus du support.

  1. Finition intérieure
  2. Couche de séparation
  3. Isolant
  4. Étanchéité éventuelle (si terre-plein)
  5. Support existant

Isolation dans le support.

  1. Plancher
  2. Isolant
  3. Structure
  4. Finition intérieure

Isolation sous le support.

  1. Plancher existant
  2. Isolation
  3. Finition éventuelle

Protection contre l’humidité

Lorsque le plancher est situé au- dessus du vide, les problèmes d’humidité ne se posent généralement pas.

Plancher sur vide.

  1. Niveau du terrain
  2. Vide ventilé
  3. Humidité ascensionnelle
  4. Barrière d’étanchéité

Lorsque le plancher est posé directement sur le sol, des précautions doivent être prises.
Si le sol est suffisamment drainant et sec, aucun risque n’est à craindre. Sinon une couche d’étanchéité est à prévoir. Elle sera d’autant plus soignée qu’il y a un risque que le plancher se trouve occasionnellement ou en permanence sous le niveau de la nappe phréatique.

Plancher sur sol drainant.

  1. Dalle sur sol
  2. Sol drainant
  3. Humidité du sol
  4. Eaux de ruissellement (écartée)
  5. Terrain

Plancher sur sol humide.

  1. Niveau du terrain
  2. Nappe phréatique éventuelle
  3. Étanchéité

Attention une simple feuille de polyéthylène n’est pas à proprement parler une membrane d’étanchéité. Elle sert uniquement, lors de la mise en œuvre du béton coulé sur place, à éviter  que sa laitance ne se perdre dans le sol ou entre les panneaux isolants. Cette feuille est parfois remplacée par un béton de propreté.

Inertie thermique

Un plancher lourd non isolé ou isolé par le dessous représente une masse d’inertie thermique importante. Dans le cas des bâtiments légers à faible inertie, seul le sol permet une certaine stabilité thermique et réduit les risques de surchauffe.

Étanchéité à l’air et aux gaz (Méthane, Radon, …)

Comme les autres parois du volume protégé, les planchers doivent être le plus possible étanches à l’air pour éviter les déperditions thermiques inutiles et les désordres provoqués par des condensations internes à la paroi. Une bonne étanchéité à l’air sera plus facile à obtenir si le plancher est coulé sur place. L’éventuelle membrane d’étanchéité à l’eau permet également une étanchéité à l’air performante.

Dans le cas des planchers légers, une barrière d’étanchéité à l’air est nécessaire.
Dans certaines régions, des gaz toxiques (Méthane, Radon, …) s’échappent du sol. Une parfaite étanchéité à l’air du plancher est alors indispensable.

    

  1. Empêcher le Radon de rentrer dans le bâtiment.
  2. Permettre au Radon de s’échapper du sol sous le bâtiment.
Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 4 Mar, 2011

Aperçu des modèles d’isolation de l’espace protégé [Enveloppe – toiture inclinée]

Les combles qui seront occupés et chauffés doivent être isolés de l’ambiance extérieure.

Le toit incliné est dans ce cas la limite de l’espace protégé. C’est donc à ce niveau que doit être posé l’isolant et son pare-vapeur éventuel.

L’isolant peut être situé entre les éléments de charpente et/ou en dessous de ceux-ci (isolation par l’intérieur), ou au-dessus des éléments de charpente (isolation par l’extérieur).

Isolation par l’intérieur :
    1. couverture
    2. contre-lattes
    3. lattes
    4. sous-toiture
    5. chevrons ou fermettes
    6. isolant
    7. pare-vapeur
    8. finition intérieure
    9. panne

[1]  Isolation entre chevrons ou fermettes

Isolation par l’extérieur :

[1]  Isolation au-dessus des chevrons ou des fermettes (« Sarking »)
    1. couverture
    2. contre-lattes
    3. lattes
    4. sous-toiture
    5. isolant
    6. pare-vapeur
    7. chevrons ou fermettes
    8. pannes

[2]  Isolation au-dessus des pannes à l’aide de panneaux préfabriqués
    1. couverture
    2. languette d’assemblage
    3. lattes
    4. panneau de toiture préfabriqué
    5. raidisseurs du panneau
    6. isolant du panneau
    7. pare-vapeur intégré éventuel
    8. plaque inférieure du panneau
    9. pannes
Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 4 Mar, 2011

Aperçu des modèles d’isolation du plancher des combles [Enveloppe – Le plancher des combles ]

Lorsque les combles ne sont pas prévus pour être chauffés, le plancher de celui-ci constitue la limite supérieure de l’espace protégé. C’est donc à ce niveau que doit être posé l’isolant et son pare-vapeur éventuel. Ce qui permet :

On distingue les planchers légers (en général, constitués d’une structure en bois supportant un plancher en bois et/ou un plafond en plâtre), des planchers lourds (en général, constitué de béton ou de terre-cuite).
Dans les deux cas, on précisera si le plancher des combles doit être circulable, pour permettre le rangement d’objets par exemple.

Les planchers légers

[1]   léger sans aire de foulée

  1. Gîte.
  2. Isolant.
  3. Pare-vapeur.
  4. Finition du plafond.

[2]  Plancher léger avec aire de foulée

  1. Gîte.
  2. Isolant (remplissage partiel).
  3. Pare-vapeur.
  4. Finition du plafond.
  5. Isolant (remplissage complet).
  6. Aire de foulée.

Les planchers lourds

[1]  Plancher lourd sans aire de foulée

  1. Isolant.
  2. Pare-vapeur.
  3. Support lourd.
  4. Finition du plafond.

[2]  Plancher lourd avec aire de foulée

  1. Aire de foulée.
  2. Lambourde (facultative).
  3. Isolant.
  4. Pare-vapeur.
  5. Support lourd.
  6. Finition du plafond.
Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 4 Mar, 2011

Longueur du chemin de moindre résistance thermique

Longueur du chemin de moindre résistance thermique

Il existe des situations dans lesquelles les couches isolantes ne peuvent pas se joindre directement et dans lesquelles il n’est pas possible d’intercaler un élément isolant (par exemple, pour des raisons de stabilité). La coupure thermique ne peut pas, dans de telles situations, être conservée. Cela ne signifie pas pour autant qu’on ait à faire à un détail mal étudié. La réglementation PEB prévoit en effet une possibilité d’obtenir quand même, sans coupure thermique, un nœud constructif suffisamment performant du point de vue thermique.

Le flux thermique suivra toujours le chemin le plus facile de l’intérieur vers l’extérieur. Si la coupure thermique n’est pas présente, alors cela signifie que le flux thermique suit le chemin vers l’extérieur qui passe par l’interruption des couches isolantes, ce que l’on appelle le chemin de moindre résistance.  Le chemin de moindre résistance ne passe donc jamais à travers une couche isolante.

Exemple : poutre extérieure.

Exemple : fondation.

Le chemin de moindre résistance est strictement défini comme le plus court trajet entre l’environnement intérieur, et l’environnement extérieur ou un espace adjacent non chauffé, et qui ne coupe nulle part une couche d’isolante ou un élément isolant d’une, ont la résistance thermique est plus grande, supérieure ou égale à la plus petite des deux résistances R1 et R2 (= les résistances thermiques des couches isolantes des parois). Cela signifie qu’on doit dessiner, sur le plan de coupe du nœud constructif, la ligne la plus courte, de l’intérieur vers l’extérieur ou vers un EANC qui ne coupe nulle part une couche isolante.  Si la longueur totale de cette ligne est inférieure à 1 mètre, alors il est alors recommandé d’ajouter de l’isolant, à condition que cet isolant présente une résistance thermique plus grande, supérieure ou égale à la plus petite des valeurs de R1 et R2.  Le chemin de moindre résistance doit contourner les « obstacles », ce qui l’allonge automatiquement et permet de satisfaire l’exigence pour le nœud constructif.

Exemple : poutre extérieure.

Exemple : fondation.

Dans le cadre de la réglementation PEB, on considère le nœud constructif comme suffisamment performant du point de vue thermique lorsque le chemin de moindre résistance est suffisamment long, à savoir, plus grand ou égal à 1 mètre. Lorsque c’est le cas, le flux thermique doit franchir une distance suffisamment grande et la déperdition thermique peut rester limitée.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 4 Mar, 2011

Interposition d’éléments isolants

Interposition d'éléments isolants

Dans certains cas, les couches isolantes ne peuvent pas se raccorder directement l’une à l’autre. Il existe alors la possibilité d’intercaler des éléments isolants. Ces éléments isolants assument localement la fonction d’isolation thermique des couches isolantes, de manière à maintenir ainsi la coupure thermique, comme par exemple au raccord d’un toit plat avec un mur extérieur ou à un appui de fondation.

Élément isolant en verre cellulaire entre la couche
isolante de la façade et celle du plancher inférieur.

La réglementation PEB indique que pour que le nœud constructif soit conforme,  tous les éléments isolants doivent répondre simultanément aux trois exigences suivantes :

  1. La conductivité thermique λ de la couche isolante de l’élément isolant ne peut pas dépasser 0.2 W/m.k.
  2. La résistance thermique de l’élément isolant doit être plus grande que la moitié  de la résistance thermique de la couche isolante  des parois la moins thermiquement résistante ou être supérieure à 2 m²K/W.Cas particulier des châssis et portes
    Lorsqu’un châssis de fenêtre ou de porte joint l’élément isolant, il n’est pas tenu compte de la résistance thermique de la fenêtre, mais uniquement  de la résistance thermique de la couche isolante de la paroi opaque. La résistance thermique de l’élément isolant doit être plus grande que la moitié  de la résistance thermique de la couche isolante de cette paroi ou être supérieure à 1.5 m²K/W.
  3. L’épaisseur de contact entre l’élément isolant et la couche isolante de la paroi jointe doit être au moins égale à la moitié de l’épaisseur de la couche isolante de la paroi jointe ou de l’épaisseur de l’élément isolant.
    Si un élément isolant est accolé à un autre élément isolant, l’épaisseur de contact doit être au moins égale à la moitié de l’épaisseur de l’élément isolant le moins épais.
    Ces épaisseurs doivent être mesurées perpendiculairement aux couches isolantes.

 

L’épaisseur de contact minimale doit être respectée pour tous les raccords.

           Cas particulier des châssis et portes

  • Châssis de fenêtre ou de porte sans coupure thermique
    L’épaisseur de contact doit être au moins égale à la moitié de l’épaisseur de l’élément isolant ou de l’épaisseur du dormant du châssis mesurée perpendiculairement au plan du vitrage.

Exemple : coupe en plan du piédroit SANS coupure thermique.

  • Châssis avec coupure thermique
    L’élément isolant doit nécessairement être en contact direct avec la coupure thermique, et ce, sur toute l’épaisseur de la coupure thermique.

Exemple : coupe en plan du piédroit AVEC coupure thermique.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 4 Mar, 2011

Continuité de l’isolant

Continuité de l'isolant

Pour qu’un nœud constructif soit considéré comme thermiquement performant, il suffit que la coupure thermique soit garantie. Cela signifie que les couches isolantes de 2 parois jointives de la surface de déperdition doivent s’accoler de manière toujours continue. Cela signifie au moins qu’on peut parcourir à l’aide d’un crayon les couches isolantes et les parties isolantes intercalées sans devoir relever ce crayon.

Continuité de l’isolant au raccord de deux façades.

La continuité des couches isolantes n’est garantie que si elles sont jointes directement l’une à l’autre avec une épaisseur de contact minimale.

Du point de vue thermique, la meilleure solution pour ces nœuds constructifs est de joindre au maximum les couches isolantes l’une à l’autre, ce qui signifie que l’épaisseur de contact entre les deux couches isolantes (d contact) doit être égale à l’épaisseur de la couche. Du point de vue pratique cette situation n’est pas toujours faisable. C’est pourquoi, la réglementation PEB prévoit la possibilité de s’écarter jusqu’à une certaine limite de cette situation thermiquement idéale.

L’épaisseur de contact doit être au moins égale à la moitié de l’épaisseur de la couche isolante la moins épaisse des parois qui se joignent. Ces épaisseurs doivent être mesurées perpendiculairement aux couches isolantes.


Exemple : coupe en plan à l’angle de deux façades.Schéma coupe en plan à l’angle de deux façades.

Cas particulier des châssis et portes

Châssis de fenêtre ou de porte sans coupure thermique

L’épaisseur de contact doit être au moins égale à la moitié de l’épaisseur de la couche isolante de la paroi ou de l’épaisseur du dormant du châssis mesurée perpendiculairement au plan du vitrage.

Schéma châssis de fenêtre ou de porte sans coupure thermique.

Exemple : coupe en plan du piédroit d’une fenêtre SANS coupure thermique.

Châssis avec coupure thermique

La couche isolante de la paroi doit nécessairement être en contact direct avec la coupure thermique, et ce, sur toute l’épaisseur de la coupure thermique.

Schéma châssis avec coupure thermique.

Exemple : coupe en plan du piédroit d’une fenêtre AVEC coupure thermique.

Définition de la couche isolante dans le cadre de la prise en compte des nœuds constructifs

La couche isolante d’une paroi de la surface de déperdition est par définition la couche de matériau avec la plus grande résistance thermique.

La couche isolante peut également être constituée de plusieurs couches de matériaux, homogènes ou non (les membranes doivent être négligées). À condition que :

  • les couches accolées de matériaux se succèdent  ET
  • il n’y ait aucune couche d’air intercalée ET
  • chacune des couches de matériaux ait une valeur λ inférieure ou égale à 0.2 W/mK.

Dans ce cas, les couches isolantes doivent être considérées comme une couche isolante assemblée, avec une épaisseur d  égale à la somme des épaisseurs de chacune des couches di et la résistance thermique R égale à la somme des résistances thermiques de chacune des couches Ri

Pour l’application de la réglementation PEB relative aux nœuds constructifs, s’il y a plusieurs couches isolantes non accolées, une seule des couches isolantes est prise en considération. C’est celle qui a la plus grande résistance thermique qui sera considérée comme la couche isolante de la paroi.
Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 3 Mar, 2011

Nœud constructif ponctuel

Nœud constructif ponctuel

On est en présence d’un nœud constructif ponctuel lorsque la couche isolante d’une paroi est interrompue ou réduite ponctuellement.

Exemples

  • Colonnes qui traversent la couche isolante d’un plancher au-dessus de l’extérieur, d’un parking, d’une cave… ;

Colonne dans un parking non chauffé.

  • Poutres perpendiculaires à une paroi qui en interrompent la couche isolante ;

 

Console supportant une coursive.

  • Points de fixation de capteurs solaires, mâts… qui traversent la couche isolante ;

 

  • Ancrages ponctuels de supports de maçonneries (par exemple supports ponctuels de cornières utilisées localement pour soutenir des maçonneries) ;

  • …

Exceptions

Ne sont pas considérés comme des nœuds constructifs ponctuels :

  • Les percements de paroi par des passages de canalisations (gaines de ventilation, conduits de fumée, évacuations d’eau pluviale et autres passages de conduite) ;

 

  • Les intersections de deux ou trois nœuds constructifs linéaires ;

 

  • L’interruption ponctuelle de la couche isolante d’une paroi en contact direct avec le sol.

 

Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 3 Mar, 2011

Nœud constructif linéaire

Nœud constructif linéaire

Un nœud constructif linéaire peut se présenter aux deux endroits suivants :

  • Là où deux parois de l’enveloppe du volume protégé  se rejoignent ;
  • Là où, dans une même paroi de la surface de déperdition, la couche isolante est interrompue ou réduite linéairement.

Rencontre de deux parois

Ce type de nœud constructif linéaire peut être repéré sur un plan ou une coupe d’un bâtiment.

Là où deux parois de la surface de déperdition se rejoignent, qu’elles soient dans le même plan ou non, il s’agit toujours d’un nœud constructif, même si la coupure thermique est assurée dans le détail pour éviter la création d’un pont thermique.

Là ou deux parois seront considérées comme différentes dès :

  • qu’elles ne sont pas dans le même plan ;

Façade – angle extérieur.

Façade – angle intérieur.

Raccord façade – toiture.

Raccord façade – plancher inférieur.
  • que leurs compositions varient (matériaux différents par leur nombre, leurs natures et/ou leurs épaisseurs) ;

Composants variant par leurs nombres, ordres, natures, épaisseurs.

  • que leur environnement extérieur varie.

Environnements extérieurs différents.

Interruption linéaire de la couche isolante

Là où une couche isolante d’une paroi est entièrement ou partiellement interrompue linéairement par un matériau avec une conductivité thermique plus élevée, on parle d’un nœud constructif linéaire.

Élément de structure.

Descente d’eau.

Balcon (coupe).

Appui de mur intérieur (coupe).

Ce type de nœud constructif linéaire se présente uniquement dans un même plan, à savoir le plan de la paroi elle-même. La couche isolante ne peut, et c’est important, être interrompue que sur une distance maximale de 0.4 m. Cela signifie qu’en coupe, la plus courte distance entre les deux extrémités de l’interruption de la couche isolante complète ne peut être plus grande que 0.4 m.

L’interruption de l’isolant ne
peut pas dépasser 40 cm.

Si cette distance est plus grande que 0.4 m, alors l’interruption doit être considérée comme une paroi à part entière avec son propre coefficient de transmission thermique U et une superficie déterminée à partir des dimensions extérieures. De plus, il faut remarquer que dans ce cas, deux nœuds constructifs linéaires apparaissent le long des deux côtés de la nouvelle paroi, étant donné qu’à ces endroits, deux parois de la superficie de déperdition se joignent.

Exceptions

Ne sont pas considérés comme des nœuds constructifs linéaires :

  • L’interruption linéaire de la couche isolante d’une paroi en contact direct avec le sol.

Ceci N’est PAS un nœud constructif !

  • Les endroits où la couche isolante est entièrement conservée (pas d’interruption, pas d’amincissement/élargissement, pas de décalages, pas de changement de direction de la couche isolante) même si les autres couches de matériaux varient.

(Vue en plan).

(Vue en coupe).

 

Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 3 Mar, 2011

Définition d’un noeud constructif

Définition d'un noeud constructif

Définition

Le terme « nœuds constructifs » désigne les endroits où les parois de l’enveloppe du volume protégé  se rejoignent (jonction) et les endroits où la couche isolante est interrompue localement linéairement ou ponctuellement (acrotères, fondations, raccords aux fenêtres, …)

On distinguera deux types de nœuds constructifs :

Ils ne sont pas à confondre avec les « interruptions linéaires et ponctuelles propres à une paroi » qui ne sont pas considérées comme des nœuds constructifs.

Ces interruptions sont réparties de manière régulière dans les différentes parois de l’enveloppe du volume protégé et sont directement prise en compte dans le coefficient de transmission thermique U de la paroi (montants et traverses en bois dans une paroi à ossature, crochets d’un mur creux, intercalaire d’un double vitrage, …)

Paroi à ossature.

Crochets de maçonnerie.

Intercalaire des vitrages.

Caractéristiques thermiques

Lorsqu’on considère une paroi extérieure avec une structure homogène et un coefficient de transmission thermique U bien déterminé et homogène, les isothermes (= lignes d’égale température) seront toujours parallèles au plan de la façade et les lignes de flux de chaleur perpendiculaires à celui-ci.

      

Une paroi extérieure avec une structure homogène présente des isothermes parallèles au plan de façade (au milieu) et des lignes de flux perpendiculaires au plan de façade (à droite).

Aux nœuds constructifs induits par une géométrie variante et/ou par la présence d’éléments constructifs de transmission thermique  différente, les isothermes et les lignes de flux diffèrent de ce modèle unidimensionnel et la méthode de calcul sur base des valeurs U n’est plus correcte.

    

À certains endroits de l’enveloppe les isothermes et les lignes de flux diffèrent du modèle unidimensionnel.

Un calcul numérique bi- ou tridimensionnel validé est nécessaire pour pouvoir déterminer avec précision le flux thermique par transmission à l’endroit des nœuds constructifs. À partir de là, on peut déduire le coefficient de transmission thermique linéaire ou ponctuel des nœuds constructifs, qui corrige le flux thermique par transmission calculé de manière unidimensionnelle.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 3 Mar, 2011

Isolation à l’intérieur de l’ossature d’un plancher inférieur

Isolation à l’intérieur de l’ossature d’un plancher inférieur

Principe technique

On profite de l’espace disponible entre les éléments de l’ossature pour poser un maximum d’isolant.

  1. L’isolant peut être placé en matelas fabriqués en usine. Ceux-ci sont découpés à la forme des cavités présentes dans la paroi. La fermeture d’une des faces de ces cavités par des panneaux ou des membranes se fait avant la pose de l’isolant.
  2. La pose de l’isolant peut également se faire par dépose de flocons ou de billes en vrac dans les cavités. Ce travail doit être confié à un entrepreneur spécialisé, car, pour que la pose soit correcte, il nécessite une bonne expérience et un outillage adapté. On évite ainsi que l’isolant soit insuffisamment ou trop tassé, voir mal réparti. La face inférieure du plancher est posée avant placement  de l’isolant. La face supérieure est généralement posée lorsque l’isolant est en place.

Les isolants généralement utilisés seront suffisamment souples et élastiques pour assurer un calfeutrement parfait contre les éléments de structures. Ainsi des fibres organiques ou minérales conviennent parfaitement. On sera cependant très attentif à prévoir du côté intérieur (côté chaud de l’isolant) un freine-vapeur ou pare-vapeur adapté à l’hygroscopicité de l’isolant à la perméabilité à la vapeur de la finition extérieure et  aux caractéristiques du climat intérieur. Cette protection indispensable fera également office de barrière d’étanchéité à l’air, point faible des parois à ossature.

Schémas de principe

  1. Revêtement de sol
  2. Freine-vapeur, étanchéité à l’air
  3. Structure du plancher
  4. Isolant
  5. Finition
  6. Vide

Précautions

  • Les isolants utilisés devront avoir une bonne stabilité dans le temps (tassement, humidité, vermine, …)
Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 3 Mar, 2011

Isolation au-dessus du plancher support, sous l’aire de foulée

Isolation au-dessus du plancher support, sous l'aire de foulée

Principe technique

L’isolant est posé sur le support du plancher (béton armé, hourdis, …). Sur l’isolant est posée l’aire de foulée (chape + finition, panneaux, …). La chape peut être chauffante. C’est configuration peut s’appliquer tant pour les planchers sur sol que pour les planchers sur vide.

Schémas de principe

  1. Revêtement de sol.
  2. Chape.
  3. Couche de séparation.
  4. Isolant.
  5. Plancher portant.
  6. Sol ou vide

Précautions

  • L’isolant doit résister à la compression. Il n’est pas soumis à l’humidité.
  • Les canalisations hydrauliques (chauffage, ECS) dans le sol doivent se trouver au-dessus de l’isolant pour des raisons d’économie d’énergie.
  • Les nœuds constructifs aux appuis des maçonneries en élévation doivent être conçus afin d’éviter au maximum les ponts thermiques.
  • Les mouvements libres en périphérie (tassement et dilatation).
  • La chape qui recouvre l’isolant doit être suffisamment résistante (flexion et poinçonnement).
  • L’impact de la diminution de l’inertie thermique devrait être évalué (réduction de la capacité d’absorption et de déphasage par rapport à une dalle non isolée : avantageux dans le cas du chauffage par le sol mais désavantageux pour la gestion de la surchauffe.)
Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 3 Mar, 2011

Isolation sous le plancher sur vide

Isolation sous le plancher sur vide

Principe technique

La pose de l’isolant sur la face extérieure des parois délimitant volume protégé amène de nombreux avantages : continuité de l’isolant, maintien de la paroi à une température constante intérieure, moins de risque de condensation interne, meilleure inertie thermique, etc. C’est également le cas pour les planchers situés au-dessus du vide.

Schémas de principe
  1. Revêtement de sol
  2. Chape
  3. Plancher portant
  4. Isolant
  5. Finition (éventuelle)
  6. Vide

Précautions

  • Tous les isolants conviennent.
  • Prévoir ou non une finition extérieure ventilée.
  • Nœuds constructifs aux appuis sur les fondations.
Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 3 Mar, 2011

Isolation sous le plancher sur sol

Isolation sous le plancher sur sol

Principe technique

La pose de l’isolant sur la face extérieure des parois délimitant le volume protégé amène de nombreux avantages : continuité de l’isolant, maintien de la paroi à une température constante intérieure, moins de risque de condensation interne, meilleure inertie thermique, etc. C’est également le cas pour les planchers contre terre.

Schémas de principe

  1. Revêtement de sol
  2. Chape
  3. Plancher portant
  4. Couche de séparation
  5. Isolant
  6. Terre

Schémas de principe avec support, étanchéité éventuelle, isolation, protection éventuelle, drainage éventuel (prévoir des variantes : avec ou sans nappe phréatique ; radiers <-> semelles et dalles ; etc.)

Précautions

Les isolants utilisés devront avoir certaines caractéristiques

  • Ils devront être étanches à l’eau pour conserver leurs  performances thermiques,
  • Ils devront résister à l’écrasement.
Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 3 Mar, 2011

Isolation enterrée

Isolation enterrée

Principe technique

La pose de l’isolant sur la face extérieure des parois appartenant à l’enveloppe du volume protégé amène de nombreux avantages : continuité de l’isolant ; maintien de la paroi à une température constante intérieure ; moins de risque de condensation interne ; meilleure inertie thermique ; etc. C’est également le cas pour les  murs contre terre.

  1. Mur enterré
  2. Étanchéité
  3. Isolant thermique
  4. Filtre
  5. Drain
  6. Fondation du drain
  7. Raccord entre le mur enterré et le bas de la façade
  1. Mur du local enterré
  2. Isolant thermique
  3. Matelas drainant
  4. Bavette en attente pour la finition supérieure
  1. Membrane d’étanchéité éventuelle
  2. Isolant thermique
  3. Filtre
  4. Drain
  1. Isolant thermique
  2. Drain (sable)
  3. Exemple de raccord d’étanchéité dans le haut du mur enterré

Schémas de principe avec support, étanchéité éventuelle, isolation, protection éventuelle, drainage éventuel (prévoir des variantes : avec ou sans nappe phréatique.

Précautions

Les isolants utilisés devront avoir certaines caractéristiques

  • Ils devront être étanches à l’eau pour conserver leurs  performances thermiques ;
  • Ils devront résister à l’écrasement.
Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 3 Mar, 2011

Isolation à l’intérieur de l’ossature en bois d’un mur

Isolation à l'intérieur de l'ossature en bois d’un mur

Principe technique

On profite de l’espace disponible entre les éléments de l’ossature pour poser un maximum d’isolant.

  1. Structure bois
  2. Pare-pluie
  3. Cavité
  4. Isolant
  5. Freine vapeur

Ossature bois avant la pose de l’isolation.

1. L’isolant peut être placé en panneaux fabriqués en usine découpés à la forme des cavités présentes dans la paroi. La fermeture d’une des faces de ces cavités par des panneaux ou des membranes se fait après la pose de l’isolant.

 

Isolation à l’aide de matelas souples.

2. La pose de l’isolant peut également se faire par insufflation de flocons dans les cavités qui, dans ce cas, sont complètement fermées avant insufflation. Ce travail doit être confié à un entrepreneur spécialisé, car, pour que la pose soit correcte, il nécessite une bonne expérience et un outillage adapté. On évite ainsi que l’isolant soit insuffisamment ou trop tassé, ou bien que des vides sans isolant subsistent.

  

Insufflation, pare-vapeur en feuille transparente.

Avant insufflation, pare-vapeur réalisé à l’aide de panneaux.

Les isolants généralement utilisés seront suffisamment souples et élastiques pour assurer un calfeutrement parfait contre les éléments de structures. Ainsi, des fibres organiques ou minérales conviennent parfaitement. On sera cependant très attentif à prévoir du côté intérieur un freine-vapeur ou pare-vapeur adapté à l’hygroscopicité de l’isolant à la perméabilité à la vapeur de la finition extérieure et aux caractéristiques du climat intérieur. Cette protection indispensable fera également office de barrière d’étanchéité à l’air, point faible des parois à ossature.

Schémas de principe avec ossature bois, isolant, finitions intérieure et extérieure, pare-vapeur, espace technique, …

Précautions

Les isolants utilisés devront avoir une bonne stabilité dans le temps (tassement, humidité, vermine, …).

Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 3 Mar, 2011

Mur enterré

Mur enterré

Définition

Lorsqu’un bâtiment est partiellement enterré, des parois séparent les locaux du terrain extérieur. Les qualités des faces intérieures de ces parois doivent être équivalentes à celles des autres murs. Le contact avec le sol et les contraintes liées implique des principes constructifs différents de ceux des murs en élévation.

En général, les murs enterrés seront en maçonnerie pleine ou en béton armé. Ils peuvent être isolés par l’intérieur ou par l’extérieur. Ils devront de plus être rendus étanches aux infiltrations par des systèmes d’étanchéité et/ou de drainage.

Fonctions

Résistance mécanique

Le mur enterré supporte le poids de la construction. Il doit aussi résister à des contraintes obliques ou horizontales dues à la poussée du sol ou à la pression hydrostatique de l’eau qu’il contient lorsqu’il est situé plus bas que le niveau de la nappe phréatique.

Origines des contraintes mécaniques

Schéma origines des contraintes mécaniques.
  1. Poids du bâtiment
  2. Poussée des terres
  3. Pression hydrostatique (si nappe phréatique)
  4. Appui

Les murs enterrés sont donc généralement réalisés en maçonneries pleines (blocs de béton, de terre cuite ou briques). Ces maçonneries seront dans certains cas armées horizontalement dans les joints ou verticalement à travers les blocs creux pour résister aux contraintes horizontales. Ils peuvent aussi être renforcés par un galandage de poutres et de colonnes en béton.
Le poids du bâtiment situé au-dessus du mur enterré renforce sa résistance aux poussées latérales.

Les parois enterrées peuvent aussi être réalisées à l’aide de voiles en béton armé dont les armatures sont calculées pour qu’elles résistent aux contraintes auxquelles elles sont soumises.

Le poids du bâtiment situé au-dessus du mur enterré renforce sa résistance aux poussées latérales.

Résistance à l’humidité et infiltration d’eau

Types d’infiltrations :

Schéma types d'infiltrations.
  1. Remontée capillaire
  2. Eau de ruissellement
  3. Eau de la nappe phréatique

Lorsqu’il abrite des locaux habitables, il est primordial que la face intérieure du mur enterré reste sèche (moins important lorsqu’il s’agit de caves ou de garages). Des mesures d’étanchéité doivent donc être prises.

Lorsque le mur est situé plus bas que le niveau de la nappe phréatique une étanchéité continue à l’aide d’une membrane d’étanchéité ou d’un cuvelage est mise en œuvre. Cette étanchéité est idéalement posée sur la face extérieure du mur de manière le maintenir sec. Elle doit résister aux racines.

Un cuvelage peut éventuellement être réalisé sur la face intérieure du mur. Dans ce cas, il faut être certains que les matériaux qui constituent le mur peuvent être noyés en permanence. Le cuvelage intérieur permet  de rendre étanche a posteriori un local enterré sans devoir enlever les terres extérieures et un raccordement continu avec une étanchéité posée sur le plancher de sol (cuvelage complet). Attention, l’eau présente dans le mur aura tendance à monter par capillarité vers les éléments situés plus haut. Des barrières contre cette humidité capillaire doivent être réalisées.

Lorsque le mur est situé au-dessus du niveau de la nappe phréatique, une  étanchéité extérieure (membrane ou cimentage hydrofuge) est également nécessaire, mais les contraintes hydrostatiques subies sont moins importantes. Un drainage du sol situé contre le mur est réalisé soit à l’aide d’une couche de granulats drainants (sable, gravier, …) protégée du colmatage par un filtre en géotextile, soit à l’aide d’une nappe drainante (feuille synthétique embossée, nappe filamentaire plissée, isolant rainuré, …) qui peut également être protégée par un filtre. Ces nappes protègent aussi mécaniquement les couches d’étanchéité.

A la base du drain vertical, un drain horizontal (tuyau muni de percements) évacue les eaux de ruissellement et de percolation vers le réseau d’égouttage.

  1. Mur de cave
  2. Couche hydrofuge
  3. Couche drainante verticale
  4. Filtre géotextile
  5. Fondation du drain horizontal
  6. Drain horizontal
  7. Solin de protection

Résistance thermique

La présence du sol constitue déjà une forme d’isolation thermique du mur enterré. La chaleur doit en effet parcourir un chemin plus long dans le sol pour parvenir à l’extérieur.

Schéma résistance thermique.

Cela n’est cependant pas suffisant pour que le bâtiment soit thermiquement performant (la réglementation PEB exige une  résistance thermique minimale de ce mur).
La mise en œuvre d’une couche isolante est donc nécessaire. Elle peut être placée du côté intérieur ou du côté extérieur du mur (contre le sol).

La pose de l’isolant sur la face extérieure nécessite l’emploi d’un matériau résistant à l’humidité et à la compression. Il peut être combiné avec le système de drainage et de protection de la membrane d’étanchéité.

Inertie thermique

Lorsque les caves n’étaient pas isolées, du fait de la présence du sol derrière les murs massifs, la température dans ces locaux était particulièrement stable, ce qui apportait un confort tant en été qu’en hiver.

Le fait d’isoler les murs enterrés entraîne une perte de l’inertie thermique et rend par là le local plus sujet aux variations rapides de température.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 2 Mar, 2011

Concevoir des noeuds constructifs performants

Concevoir des noeuds constructifs performants

L’isolation thermique importante des parois du bâtiment accentue l’impact relatif des déperditions par les nœuds constructifs s’ils ne sont pas correctement étudiés et réalisés. Il est donc important de réaliser des nœuds constructifs thermiquement acceptables (PEB-conformes) en assurant la continuité de la couche isolante.

Cette continuité sera obtenue par :

1. soit, la jonction directe des couches isolantes des parois qui se rejoignent (PEB – règle de base 1) ;

Schéma jonction directe des couches isolantes.

2. soit, l’interposition d’éléments isolants là où cette jonction directe n’est pas possible (PEB – règle de base 2) ;

Schéma interposition d’éléments isolants.

3. soit, la prolongation du chemin de moindre résistance thermique lorsqu’aucune des solutions précédentes n’est applicable (PEB – règle de base 3).

Schéma prolongation du chemin de moindre résistance thermique.

On restera attentif à ce que :

Quelques exemples

Murs creux

Schéma angle sortant. Schéma appui de fondation. Schéma balcon.
  • Angle sortant.
  • Continuité de l’isolant.
  • Appui de fondation.
  • Élément intermédiaire.
  • Balcon.
  • Chemin de moindre résistance thermique.

 Isolation par l’extérieur

Schéma angle sortant. Schéma appui de fondation. Schéma balcon.
  • Angle sortant.
  • Continuité de l’isolant.
  • Appui de fondation.
  • Élément intermédiaire.
  • Balcon.
  • Chemin de moindre résistance thermique.

 Isolation par l’intérieur

Schéma angle sortant. Schéma mur de refend. Schéma plancher intérieur.
  • Angle sortant.
  • Continuité de l’isolant.
  • Mur de refend.
  • Élément intermédiaire.
  • Plancher intérieur.
  • Chemin de moindre résistance thermique.
Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 2 Mar, 2011

Choisir le type de plancher inférieur

Pour isoler le plancher inférieur du volume protégé, plusieurs méthodes d’isolation thermique sont possibles. Le choix dépendra principalement du système constructif choisi ainsi que de la facilité, selon les cas, à créer des nœuds constructifs exempts de ponts thermiques.

Plancher sur sol

(Remarque : la pose du plancher sur le sol augmente ses performances thermiques, car le sol de par ses dimensions allonge le chemin que doit parcourir la chaleur pour atteindre l’air extérieur).

Si le plancher est posé sur le sol, en général, il est en béton armé coulé in situ.

Isolant sous la dalle en béton

La pose de l’isolant sous la dalle permet facilement une continuité de la couche isolante et donc diminue l’impact des ponts thermiques surtout en périphérie.
Ce choix accroît la masse thermique du bâtiment, ce qui augmente les possibilités d’accumulation de chaleur due aux apports solaires et diminue les risques de surchauffe en été.
Tous les matériaux isolants ne conviennent à une pose directe dans le sol. Ils doivent être étanches à l’eau, imputrescibles et avoir une résistance suffisante à la compression.

Illustration de l'isolant sous la dalle en béton.
  1. Revêtement de sol.
  2. Chape.
  3. Plancher portant.
  4. Couche de séparation.
  5. Isolant.
  6. Terre.

Isolant au-dessus de la dalle en béton

La pose de l’isolant entre la dalle en béton et la chape peut se faire en fin de travaux.
La chape doit être suffisamment armée pour éviter les fissures dues aux contraintes mécaniques. L’inertie thermique est moindre que lorsque l’isolant est posé sous la dalle. Dans le cas d’un système de chauffage par le sol, l’inertie de la chape déterminera la réactivité du corps de chauffe. La position et l’épaisseur de l’isolant ainsi que la masse de la chape devront être prises en compte dans le calcul du chauffage.

Illustration de Isolant au-dessus de la dalle en béton.
  1. Revêtement de sol.
  2. Chape.
  3. Couche de séparation.
  4. Isolant.
  5. Plancher portant.
  6. Sol.

Plancher sur vide sanitaire, sur cave, sur espace adjacent non chauffé (EANC) ou sur l’environnement extérieur

(Remarque : la présence d’un espace fermé sous le plancher diminue le flux de chaleur à travers celui-ci à cause de la température moins froide du côté extérieur de la paroi. Cette température dépendra de l’étanchéité à l’air de l’espace concerné et des performances thermiques des parois qui le séparent de l’air extérieur.)

Plancher lourd

Le plancher lourd est en général, soit en béton armé coulé sur place, soit en hourdis de béton ou de terre cuite.

Isolant sous la dalle

La pose de l’isolant sous la dalle protège celle-ci des variations thermiques importantes et des dilatations qui peuvent en résulter.
Ce choix accroît la masse thermique du bâtiment, ce qui augmente les possibilités d’accumulation de chaleur due aux apports solaires et diminue les risques de surchauffe en été.
La face inférieure de l’isolant peut être parachevée (plaques de plâtre, lambris, …)
Les risques de condensation interstitielle sont éliminés si la finition inférieure éventuelle est perméable à la vapeur d’eau.

Illustration de l'isolant sous la dalle.
  1. Revêtement de sol.
  2. Chape.
  3. Plancher portant.
  4. Isolant.
  5. Finition éventuelle.
  6. Vide.

Isolant au-dessus de la dalle

L’isolant est posé entre la dalle et la finition circulable (lourde ou légère).
L’inertie thermique est moindre que lorsque l’isolant est posé sous la dalle.
Dans le cas d’un système de chauffage par le sol, l’inertie de la chape déterminera la réactivité du corps de chauffe. La position et l’épaisseur de l’isolant ainsi que la masse de la chape devront être prises en compte dans le calcul du chauffage.
Les risques de condensation interstitielle sont importants si la finition intérieure et l’isolant sont très perméables à la vapeur d’eau.

Illustration de l'isolant au-dessus de la dalle.
  1. Revêtement de sol.
  2. Chape.
  3. Couche de séparation.
  4. Isolant
  5. Plancher portant.
  6. Vide.

Plancher léger

Isolant sous le plancher léger

La pose de l’isolant sous le plancher protège celle-ci des variations thermiques importantes.
L’espace vide laissé entre les éléments de structure du plancher permet la pose de canalisations du côté chaud de la couche isolante.
Un freine vapeur assurant principalement l’étanchéité à l’air du plancher sera posé du côté chaud de l’isolant.
La face inférieure de l’isolant peut être parachevée (plaques de plâtre, lambris, …)
Les risques de condensation interstitielle sont éliminés si la finition inférieure éventuelle est perméable à la vapeur d’eau.

Illustration de l'isolant sous le plancher léger.
  1. Revêtement de sol.
  2. Plancher portant.
  3. Isolant.
  4. Finition éventuelle.
  5. Vide.

Isolant au-dessus du plancher léger

L’isolant résistant à la compression est placé sur le plancher. Une plaque de circulation est placée sur l’isolant.
L’isolant ne doit pas être découpé et la pose est facile.
L’encombrement au-dessus du plancher est plus important.
Un freine vapeur assurant principalement l’étanchéité à l’air du plancher sera posé au-dessus de l’isolant.
La structure du plancher peut rester visible par-dessous ou la face inférieure de celle-ci peut être parachevée (plaques de plâtre, lambris, …)
Les risques de condensation interstitielle sont éliminés si la finition inférieure éventuelle est perméable à la vapeur d’eau.

Illustration de l'isolant au-dessus du plancher léger.
  1. Revêtement de sol.
  2. Pare vapeur éventuel.
  3. Isolant.
  4. Plancher portant.
  5. Vide.

Isolant à l’intérieur de la structure du plancher léger

L’isolant peut être posé en panneaux ou en vrac. Les panneaux doivent être ajustés par découpe.
Les éléments de la structure interrompent la couche isolante, ce qui provoque des ponts thermiques (plus ou moins importants selon les types de matériaux mis en présence) et diminue les performances thermiques de la couche isolante.
Un freine vapeur assurant principalement l’étanchéité à l’air du plancher sera posé au-dessus de l’isolant.
La face inférieure de la structure doit être parachevée (plaques de plâtre, lambris, …) Les risques de condensation interstitielle sont éliminés si la finition inférieure éventuelle est perméable à la vapeur d’eau.

Illustration de l'isolant à l’intérieur de la structure du plancher léger
  1. Revêtement de sol.
  2. Freine vapeur, étanchéité à l’air.
  3. Structure du plancher.
  4. Isolant.
  5. Finition
  6. Vide.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 2 Mar, 2011

Délimiter le volume protégé [concevoir]

 

Définition

Dans le cadre de la réglementation sur la Performance Energétique des Bâtiments (PEB) le volume protégé est défini.

« Volume de tous les espaces d’un bâtiment qui est protégé du point de vue thermique, de l’environnement extérieur (air ou eau), du sol et de tous les espaces contigus qui ne font pas partie du volume protégé (chapitre 2 de l’Annexe A1 de l’AGW du15 mai 2014 : définitions).

Le volume protégé doit comprendre au moins tous les espaces chauffés (et/ou refroidis) (en continu ou par intermittence) qui font partie du bâtiment considéré … Les espaces du bâtiment considéré, qui ne sont pas repris dans le volume protégé, sont donc non chauffé par définition (article 5.2 de l’Annexe A1 de l’AGW du15 mai 2015 : subdivision du bâtiment) ».

La détermination du volume protégé permet de déduire quelles sont les parois qui déterminent son enveloppe et qui doivent donc être performantes du point de vue thermique (pour ne pas laisser passer la chaleur).

Les caractéristiques de l’environnement du côté froid sont aussi définies : Espace Adjacent Non Chauffé (EANC), cave, vide sanitaire, sol ou air extérieur. Cela permet de calculer avec précision les performances thermiques (U et R) de ces parois.

Délimitation du volume protégé des nouveaux bâtiments

Lorsque le bâtiment doit encore être construit, le maitre d’œuvre choisit les locaux qu’il souhaite intégrer dans le volume protégé.

Il veillera à donner au bâtiment la forme la plus compacte possible, à exclure du volume protégé tous les locaux qui ne nécessitent pas d’être chauffés et à coller ces derniers contre le volume protégé pour en augmenter la protection.

Les parois de l’enveloppe du volume protégé devront au moins répondre aux exigences réglementaires.

Il ne pourra pas chauffer les espaces qui n’appartiennent pas au volume protégé.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 2 Mar, 2011

Connaitre les principes et priorités de l’étanchéité à l’air

Connaitre les principes et priorités de l'étanchéité à l'air

Améliorer l’étanchéité au niveau des parties courantes des parois

Au niveau des parties courantes des parois délimitant le volume protégé, toute fissure doit être colmatée.

Les matériaux poreux utilisés en construction (briques, blocs de béton, laines minérales, …), s’ils ne sont pas enduits, sont perméables à l’air.

De plus, il arrive que les joints des maçonneries ne soient pas correctement réalisés : les joints verticaux sont partiellement remplis mais ce défaut est camouflé par rejointoyage augmentant encore la perméabilité de l’ensemble de la maçonnerie.

À titre d’exemple, des mesures d’étanchéité sur des maisons en murs creux en blocs de béton non plafonnés ont donné des débits d’environ 0,5 m³/h.m².

Pour améliorer l’étanchéité à l’air de l’enveloppe, ces matériaux doivent être protégés d’une couche étanche à l’air : un enduit (cimentage ou plafonnage), des plaques de plâtres enrobées correctement rejointoyées. Une couche de peinture épaisse et filmogène peut aussi convenir.

Exemple.

Suite à une mesure de pressurisation sur un bâtiment en blocs non enduits et donc peu étanche, on a obtenu un n50 = 10/heure. L’application d’une couche de peinture épaisse sur les blocs a réduit le n50 à 1/heure.

Remarque : un pare-vapeur est plus ou moins étanche à la vapeur d’eau suivant sa nature, mais est également à l’air.

Améliorer l’étanchéité aux raccords des éléments de façade ou au niveau des percements

Les jonctions telles que les raccords entre les éléments de la construction (façade/toiture, façade/plancher au niveau de la plinthe, …) ou les percements (passage de conduite, baie vitrée, portes, caisson de volet, boîtiers électriques, …) sont toujours des points délicats. On doit vérifier la parfaite jonction du raccord entre les différents éléments de construction ou entre la paroi et le percement dès que ce dernier touche la ou les couche(s) de la façade qui assure l’étanchéité à l’air. Si cette jonction présente des espaces, il faut les colmater.

Améliorer l’étanchéité du raccord mur-châssis

Photo joint entre le châssis et la maçonnerie.

Avec les châssis anciens, le joint entre le châssis et la maçonnerie était habituellement réalisé au moyen d’un mortier au ciment, souvent fendillé avec le temps et donc insuffisamment étanche.

On peut réfectionner ce joint. On procède en 4 étapes :

  1. On dégage le joint existant (mortier ou mastic), y compris l’éventuel fond de joint.
  2. On nettoie et on dégraisse les lèvres du joint.
  3. On réalise un fond de joint (pour autant que l’espace vide soit suffisant), par exemple, en plaçant un préformé de bourrage à cellules fermées.
    Dans le cas d’un mur plein, il est conseillé de créer une chambre de décompression entre le resserrage extérieur avec le gros œuvre et le resserrage intérieur.
    L’injection de mousse de polyuréthane n’est pas conseillée car, de par son caractère expansif, peu provoquer des dégâts (arrachement, …).
  4. On applique sur ce fond de joint un mastique élastique (thiokol ou mastic silicone) en veillant à assurer un bon contact entre les lèvres.

Améliorer l’étanchéité des châssis

Remarque : dans ce paragraphe, l’étanchéité à l’eau a été traitée en même temps que l’étanchéité à l’air ces deux-ci étant difficilement dissociables.

Une mauvaise étanchéité des châssis peut être due à :

Une classe de résistance à l’air et à l’eau du châssis insuffisante par rapport aux solicitations :

En effet, le STS définit des niveaux de performance d’étanchéité à l’eau (PE2, PE3, PE4, PEE ) et à l’air ( PA2, PA2B, PA3 ) des châssis à atteindre en fonction de la hauteur du châssis par rapport au sol.
S’il s’agit de châssis standards ces niveaux de performance sont signalés par l’agrément technique.

Hauteur par rapport au sol Perméabilité à l’air Étanchéité à l’eau
0 à 10 m

10 à 18 m

18 à 25 m

25 à 50 m

> 50 m

 PA2B (1) (3)

PA2B (3)

PA3

PA3

PA3

 PE2 (2)

PE3

PE3

PE4

PEE
  • (1) Si il n’y a pas d’exigence particulière du point de vue thermique et/ou acoustique, on se contentera d’un niveau PA2.
  • (2) Si le bâtiment a une exposition sévère (digue de mer), on prend un châssis de résistance PE3, et on le signale dans le cahier spécial des charges.
  • (3) Si on est en présence de locaux avec air conditionné, un niveau PA3 s’avèrera nécessaire.

Si les performances des menuiseries sont inadaptées à l’exposition et à la hauteur par rapport au sol, il n’est pas toujours possible d’y apporter les améliorations nécessaires (ajout d’une barrière d’étanchéité, modification du profil…).

Dans ce cas, seul un remplacement du châssis peut être envisagé.

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 Pour en savoir plus sur le choix des châssis, cliquez ici !

Une mauvaise étanchéité entre dormant et ouvrant

Un mauvais fonctionnement de la double ou triple barrière d’étanchéité :

Remarque : des infiltrations d’eau et d’air sont inévitables malgré un bon dispositif d’étanchéité dans certains types d’ouvrants, au sein desquels l’interruption des joints d’étanchéité au droit des charnières est obligatoire.

concevoir

Pour connaître les risques d’infiltration en fonction du type d’ouvrant, cliquez ici !

Dans les anciens châssis, la forme des profilé ménageant une ou deux frappes constituait l’unique dispositif de joint entre dormant et ouvrant.
Dans ce cas et en cas de problème d’étanchéité, il est possible de réaliser un joint souple sur la frappe la plus intérieure de l’ouvrant, soit en mousse compressible, soit en mastic silicone épousant la forme des châssis.

Dans les châssis plus récents en bois, on peut ajouter également un tel type de joint sur la deuxième ou la troisième frappe.

Les fuites d’étanchéité peuvent être dues au vieillissement du préformé, dans ce cas, celui-ci doit être remplacé.

Remarque : lors de l’entretien des châssis en bois, le traitement du bois ne doit pas recouvrir le préformé, sinon ce dernier est rendu inefficace.

Il est indispensable de souder ou de recoller les joints d’étanchéité présentant une discontinuité dans les angles. En effet, la continuité du joint dans ces zones est particulièrement délicate : le joint peut facilement se défaire à cet endroit.

Dans tous les cas, il faut que le joint soit continu et reste dans un même plan sur tout le pourtour de l’ouvrant.

Un mauvais drainage

Le drainage de la chambre de décompression peut s’avérer insuffisant. Des conduits de drainages peuvent être rajoutés dans le dormant.
On veillera à réaliser des conduits d’inclinaison et de diamètres identiques à ceux existants. Normalement, les conduits seront situés près des angles et équidistants de +/- 50 cm.

Un mauvais réglage ou/et entretien des quincailleries.

Un bon réglage des quincailleries permet d’assurer un écrasement du préformé de -/+ 2 mm et garantit ainsi un bon fonctionnement de la barrière d’étanchéité.

Une déformation excessive du châssis lors de sa manipulation ou par la dilatation thermique.

Cette déformation engendre principalement un défaut d’étanchéité entre le dormant et l’ouvrant car ailleurs (c.-à-d.. entre la maçonnerie et le châssis et entre le châssis et la vitre), les joints sont extensibles.
On améliore la raideur du châssis en rapportant des profilés à la face intérieure ou extérieure.

Une mauvaise étanchéité entre le cadre et le vitrage

Schéma mauvaise étanchéité entre le cadre et le vitrage.

Dans les anciens châssis, un mastic durci et non élastique, posé généralement du côté extérieur, assurait la fixation du vitrage dans son cadre. Des petits clous assuraient la stabilité du vitrage en attendant la pose du mastic.

Les anciens mastics doivent être remplacés par des mastics souples après nettoyage et retraitement des châssis. On peut également d’abord rajouter des parecloses.

Pour les châssis récents en bois, on vérifie et éventuellement on remplace les joints, les parcloses, et l’emplacement des cales.

Pour les châssis PVC, aluminium ou polyuréthane, le joint autour des vitrages est généralement colmaté à l’aide d’un préformé d’étanchéité en néoprène, par exemple. Il doit être vérifié et remplacé s’il est abîmé.

Si on constate une insuffisance de drainage de la feuillure, on peut ajouter des conduits de drainage. L’opération est plus délicate que celle d’ajouter des conduits de drainage à la chambre de décompression car elle se fait dans l’ouvrant du châssis et toute erreur de disposition peut entraîner des infiltrations d’eau de rejet en aval de l’étanchéité à l’air du profilé.

Si le vitrage est remplacé, il faut prévoir un nouveau type de joint et vérifier la présence de drainage de la feuillure.

Une mauvaise étanchéité des assemblages

Les assemblages peuvent être rendus étanches par des injections de mastic fluide ou de colle.

Améliorer l’étanchéité au niveau des ouvertures

Les halls d’entrée sans sas

L’air conditionné en été et l’air chauffé en hiver s’échappent joyeusement… ! Le coût généré par cette fuite est variable en fonction de la durée d’ouverture.

À titre de repère, un trou permanent d’1 m² dans une enveloppe (vitre brisée, par exemple) génère un passage d’air à la vitesse moyenne de 1 m/s. Ce m³ qui s’échappe par seconde va entraîner une consommation hivernale de :

1 [m³/s] x 3 600 [s/h] x 5 800 [h/saison chauffe] x 0,34 [Wh/m³.K] x (15° – 6°) / 1 000 = 63 000 [kWh/an]

où :

    • 15° est la température moyenne intérieure, tenant compte d’un abaissement nocturne et d’un apport équivalent de 3° par les apports « gratuits »,
    • 6° est la température moyenne extérieure hivernale dans le centre de la Belgique,
    • 0,34 Wh/m³xK est la capacité thermique de l’air.

Soit un équivalent de +/- 2 500 € par an et par m² d’ouverture permanente, si la chaleur est fournie par du combustible fuel à 0,375 €/litre.

Une solution consiste à créer un sas avec doubles portes ouvrantes automatiques, ou avec porte tournante, thermiquement plus efficace mais plus contraignante à l’usage.

Photo ferme-porte automatique.

Solution minimale : le ferme-porte automatique.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 2 Mar, 2011

Délimiter le volume protégé d’un bâtiment existant

 

Définition

Dans le cadre de la réglementation sur la Performance Energétique des Bâtiments (PEB) le volume protégé est défini.

« Volume de tous les espaces d’un bâtiment qui est protégé du point de vue thermique, de l’environnement extérieur (air ou eau), du sol et de tous les espaces contigus qui ne font pas partie du volume protégé (chapitre 2 de l’Annexe A1 de l’AGW du15 mai 2014 : définitions).

Le volume protégé doit comprendre au moins tous les espaces chauffés (et/ou refroidis) (en continu ou par intermittence) qui font partie du bâtiment considéré … Les espaces du bâtiment considéré, qui ne sont pas repris dans le volume protégé, sont donc non chauffé par définition (article 5.2 de l’Annexe A1 de l’AGW du 15 mai 2014 : subdivision du bâtiment) ».

La détermination du volume protégé permet de déduire quelles sont les parois qui déterminent son enveloppe et qui doivent donc être performantes du point de vue thermique (pour ne pas laisser passer la chaleur).

Les caractéristiques de l’environnement du côté froid sont aussi définies : Espace Adjacent Non Chauffé (EANC), cave, vide sanitaire, sol ou air extérieur. Cela permet de calculer avec précision les performances thermiques (U et R) de ces parois.

Délimitation du volume protégé des bâtiments existants

Lorsque le bâtiment existe et que l’on souhaite l’améliorer, il est nécessaire de déterminer le volume protégé en se basant sur certaines caractéristiques du bâtiment. L’amélioration de ce dernier peut aussi nécessiter de modifier le volume protégé.

Indices montrant l’appartenance ou non d’un local au volume protégé :

  • Lorsqu’il y a au moins un corps de chauffe (poêle, radiateur, sol chauffant, …) dans un local, celui-ci appartient nécessairement au volume protégé ;
  • Lorsque le local abrite une activité qui nécessite un confort thermique (chauffage ou refroidissement) celui-ci appartient nécessairement au volume protégé ;
  • Lorsqu’il y a une intention d’isoler thermiquement le local de l’environnement extérieur par l’isolation d’au moins une des parois de ce local. Les indices d’isolation de la paroi sont la présence d’une couche isolante (λ < 0.08 W/mK) ou d’un double vitrage ;
  • Lorsque des locaux contigus sont ouverts l’un sur l’autre (baies sans porte ou fenêtre), soit ils appartiennent tous au volume protégé, soit aucun n’appartient au volume protégé ;
  • Lorsqu’un local est ouvert sur l’environnement extérieur (baies sans porte ou fenêtre) il n’appartient PAS au volume protégé ;
  • Lorsqu’une paroi isolée sépare deux locaux on peut supposer qu’on a voulu protéger l’un d’entre eux  des déperditions thermiques. On peut donc en déduire que l’un appartient au volume protégé et l’autre pas ;
  • En l’absence des indices ci-dessus, on peut considérer qu’un local appartient au volume protégé lorsqu’il est majoritairement entouré par des espaces appartenant au volume protégé. C’est-à-dire que la surface des parois qui le sépare de ces espaces est plus grande que la surface de ses autres parois.

Si on veut améliorer les performances thermique d’un bâtiment, il peut être judicieux d’intégrer certains locaux au volume protégé (exemple : fermer un passage ouvert à tous vents sous un bâtiment) ou de les en exclure (exemple : suppression des radiateurs dans un local périphérique où la chaleur est inutile).

Le maître d’œuvre peut également isoler une paroi qui sépare deux locaux appartenant au volume protégé lorsque l’un d’entre eux n’est que rarement chauffé alors que l’autre l’est en permanence (exemple : conciergerie d’une salle de fête).

Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 22 Fév, 2011

Mur à ossature

Mur à ossature

Les performances thermiques des murs dépendent principalement des qualités de la couche isolante. L’impact de son épaisseur est ainsi très important (plus l’épaisseur est grande meilleure est l’isolation). L’avantage des murs à ossature est de ménager dans la paroi des espaces suffisamment épais pour permettre la pose d’une couche épaisse d’isolant. Cette couche n’est malheureusement pas continue à cause des montants et traverses de la structure.

L’étanchéité à l’air de ce type de mur est plus difficile à obtenir que lorsque le mur est monolithe et enduit (murs en maçonnerie ou en béton). La pose d’un freine vapeur assurera l’étanchéité à l’air d’une telle paroi. Une  attention particulière devra aussi être apportée à la réalisation des raccords.

Ossature bois

Schéma principe mur à ossature bois.
  1. Finition intérieure
  2. Structure de l’espace technique
  3. Espace technique
  4. Isolant (éventuel) dans l’espace technique
  5. Pare-vapeur (freine-vapeur)
  6. Isolant dans la paroi
  7. Pare-pluie
  8. Structure de la paroi
  9. Vide ventilé
  10. Finition extérieure (parement ou bardage)

Ce type de mur est constitué d’une résille de montants (colonnes) et de traverses (poutres) en bois qui assurent la stabilité de la paroi. L’ensemble est triangulé pour le rigidifier. Les espaces libres entre les éléments de structure contiennent l’isolant. Ces cavités sont généralement entièrement remplies pour obtenir des performances les plus élevées possible.

L’ossature est ensuite refermée :

  • du côté intérieur, une couche étanche à l’air et plus ou moins étanche à la vapeur d’eau (freine vapeur) choisi en fonction des conditions climatiques intérieures, de la nature de l’isolant, de la perméabilité à la vapeur d’eau de la couche extérieure.
  • du côté extérieur, La face extérieure est fermée par une couche de matériau étanche à l’eau et le plus perméable possible à la vapeur (pare pluie).

Du côté intérieur, un espace technique (vide ou rempli d’une couche supplémentaire d’isolant), est généralement aménagée entre le freine vapeur et la couche de finition pour permettre le passage des conduites (chauffage, ECS, électricité, …) sans percement du freine vapeur.

Pose des conduites dans l’espace technique
sans percer le pare-vapeur.

Du côté extérieur, la paroi est protégée par un bardage (bois, ardoises, plaques ondulées ou planes, …) ou un parement en brique. La brique à l’extérieur ne se justifie que par des contraintes urbanistiques. Son inertie thermique est inutile à l’extérieur. Elle donne la fausse impression que le bâtiment est réalisé en maçonnerie.

Le calcul de performances thermiques du mur à ossature bois tiendra compte de la présence du bois.

Ossature métallique

Schéma principe mur à ossature métallique.
  1. Colonne en acier
  2. Bac horizontal en acier
  3. Isolant
  4. Bardage extérieur en acier

Les façades des bâtiments industriels sont régulièrement réalisées à l’aide d’ossatures métalliques recouvertes d’un bardage extérieur en plaques ondulées. Des caissons métalliques horizontaux sont fixés aux colonnes en acier. Le bardage extérieur vertical est à son tour, fixé au caisson. L’isolation thermique est obtenue par remplissage des caissons à l’aide d’un matériau isolant.

L’acier étant thermiquement 1 000 fois plus conducteur que le bois, les pertes de chaleur par les liaisons entre les caissons et le bardage sont très importantes. De plus, les tôles intérieures et extérieures répartissent la chaleur sur de grandes surfaces et la résistance d’échange thermique superficielle est, de ce fait quasi nulle.

Pour remédier à cette faiblesse, un isolant résistant suffisamment aux contraintes métalliques est interposé entre les caissons et le bardage. Cela réduit ainsi  considérablement les ponts thermiques ponctuels répartis sur la paroi.

Schéma principe mur à ossature métallique - 2.
  1. Colonne en acier
  2. Bac horizontal en acier
  3. Isolant
  4. Isolant interposé sous le bardage
  5. Bardage extérieur en acier

Le calcul des performances thermique d’un mur à ossature métallique est relativement compliqué et nécessite l’usage d’un programme de calcul numérique. Dans le cadre de la réglementation PEB, ce programme doit satisfaire à toutes les exigences qui sont indiquées dans les normes.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 22 Fév, 2011

Objectifs d’une bonne toiture

Objectifs d'une bonne toiture

Objectifs d’une bonne toiture

La toiture sera stable et protégera les occupant des agresseurs extérieurs :

  • l’eau,
  • le froid,
  • la poussière,
  • le vent,
  • le bruit.

Assurant ainsi le confort des occupants à un coût énergétique avantageux.

Comment composer une toiture qui remplisse ces objectifs ?

Pour visualiser la composition d’une toiture inclinée, consulter la partie ci-dessous :

1. Le bâtiment sans toiture

Inspiré de « L’isolation thermique des toitures » CIFUL /  FFC.

© Architecture et climat 2023.

Sources d’inconfort.
Toiture et accessoires.
Effets de la toiture sur les sources d’inconfort.
– – – – – – – – –

  1. Pluie, vent et neige
  2. Température extérieure de 0°
  3. Production de vapeur d’eau
  4. Air intérieur de 0°
  5. Mur creux isolé

2. La toiture élémentaire

Inspiré de « L’isolation thermique des toitures » CIFUL /  FFC.

© Architecture et climat 2023.

Sources d’inconfort.
Toiture et accessoires.
Effets de la toiture sur les sources d’inconfort.
– – – – – – – – –
  1. Pluie, vent et neige
  2. Température extérieure de 0°
  3. Production de vapeur d’eau
  4. Air intérieur de 1°
  5. Mur creux isolé
  6. Eau infiltrée
  7. Migration de la vapeur de l’intérieur vers l’extérieur
  8. Gouttière et évacuation

-> Les composants mis en œuvre :

La charpente, la couverture et les évacuations d’eau pluviale

  • La charpente assure la stabilité de la toiture.
  • La couverture protège les occupants contre les intempéries.
  • La couverture et les évacuations écartent les eaux pluviales.

3. La toiture sans infiltration

Inspiré de « L’isolation thermique des toitures » CIFUL /  FFC.

© Architecture et climat 2023.

Sources d’inconfort.
Toiture et accessoires.
  Effets de la toiture sur les sources d’inconfort.
– – – – – – – – –
  1. Pluie, vent et neige
  2. Température extérieure de 0°
  3. Production de vapeur d’eau
  4. Air intérieur de 5°
  5. Mur creux isolé
  6. Eau infiltrée
  7. Migration de la vapeur de l’intérieur vers l’extérieur
  8. Gouttière et évacuation
  9. Pose d’une sous-toiture étanche à l’eau et perméable à la vapeur d’eau + contre-lattes

-> Les composants mis en œuvre :

La charpente, la couverture et les évacuations d’eau pluviale

  • La charpente assure la stabilité de la toiture.
  • La couverture protège les occupants contre les intempéries.
  • La couverture et les évacuations écartent les eaux pluviales.

La sous-toiture

  • Elle limite les infiltrations d’air.
  • Elle protège le bâtiment des eaux accidentellement infiltrées et des poussières.

4. Vers une toiture isolée

Inspiré de « L’isolation thermique des toitures » CIFUL /  FFC.

© Architecture et climat 2023.

Sources d’inconfort.
Toiture et accessoires.
Effets de la toiture sur les sources d »inconfort.
– – – – – – – – –

  1. Pluie, vent et neige
  2. Température extérieure de 0°
  3. Production de vapeur d’eau
  4. Air intérieur de 18°
  5. Mur creux isolé
  6. Eau infiltrée
  7. Migration de la vapeur de l’intérieur vers l’extérieur
  8. Gouttière et évacuation
  9. Pose d’une sous-toiture étanche à l’eau et perméable à la vapeur d’eau + contre-lattes
  10. Pose d’un isolant thermique

-> Les composants mis en œuvre :

La charpente, la couverture et les évacuations d’eau pluviale

  • La charpente assure la stabilité de la toiture.
  • La couverture protège les occupants contre les intempéries.
  • La couverture et les évacuations écartent les eaux pluviales.

La sous-toiture

  • Elle limite les infiltrations d’air.
  • Elle protège le bâtiment des eaux accidentellement infiltrées et des poussières.

L’isolation

  • Elle limite les pertes de chaleur.
  • Elle protège les occupants du bruit extérieur.

DANGER ! RISQUES DE CONDENSATION

5. La toiture isolée complète

Inspiré de « L’isolation thermique des toitures » CIFUL /  FFC.

© Architecture et climat 2023.

Sources d’inconfort.
Toiture et accessoires.
Effets de la toiture sur les sources d’inconfort.

– – – – – – – – –

  1. Pluie, vent et neige
  2. Température extérieure de 0°
  3. Production de vapeur d’eau
  4. Air intérieur de 20°
  5. Mur creux isolé
  6. Eau infiltrée
  7. Migration de la vapeur de l’intérieur vers l’extérieur
  8. Gouttière et évacuation
  9. Pose d’une sous-toiture étanche à l’eau et perméable à la vapeur d’eau + contre-lattes
  10. Pose d’un isolant thermique
  11. Pose d’un écran étanche à l’air et à la vapeur
  12. Finition intérieure

-> Les composants mis en œuvre :

La charpente, la couverture et les évacuations d’eau pluviale

  • La charpente assure la stabilité de la toiture.
  • La couverture protège les occupants contre les intempéries.
  • La couverture et les évacuations écartent les eaux pluviales.

La sous-toiture

  • Elle limite les infiltrations d »air.
  • Elle protège le bâtiment des eaux accidentellement infiltrées et des poussières.

L’isolation

  • Elle limite les pertes de chaleur.
  • Elle protège les occupants du bruit extérieur.

L’écran étanche à l’air et à la vapeur, et la finition intérieure

  • Ils suppriment les courants d’air.
  • Ils protègent la toiture des condensations internes et lui conservent son aspect, son efficacité thermique et sa stabilité.
isolants écologiques dans le cadre d'une rénovation
Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 19 Jan, 2009

Isolants biosourcés

Date :

  • Janvier 2009

Auteur :

  • B.J., corrigé par Arnaud Evrard et Sophie Trachte

Notes :

  • Conforme à la mode PEB août 2008
  • En attente des droits de publications des photos issues du livre de Oliva.
  • 26-03-2009 : Application des nouveaux styles de mise en page. Julien.

Source :

  • IBGE, Infos fiches-éco-construction, Mat05, Isolation thermique : Choisir des matériaux sains et écologiques. Consultable dans la farde ENERGIE+\2008\ISOLATION1
  • Réseau éco-consommation, fiche n°79, Les matériaux d’isolation : les connaître pour bien les choisir. Consultable dans la farde ENERGIE+\2008\ISOLATION1
  • Une isolation plus saine, conseil et fiches matériaux, de www.pie.dromenet.org. Consultable dans la farde ENERGIE+\2008\ISOLATION1

Antidote :

  • Oui

Photo : Aline Branders.

Pour s’inscrire dans une démarche d’éco-construction, il est nécessaire de ne pas choisir un isolant uniquement sur base de ses propriétés thermiques, techniques et économiques.
Il y a lieu d’évaluer son impact environnemental (et sur la santé) tout au long de sa vie :

  • en tenant compte de l’énergie grise (renouvelable et non renouvelable) consommée sur l’ensemble de son cycle de vie (traitement en fin de vie inclus) ;
  • en tenant compte des différentes émissions (gaz à effet de serre, gaz acidifiant, gaz à formation d’ozone…) sur l’ensemble du cycle de vie, qui auront un impact sur l’environnement et la santé ;
  • en tenant compte des matières premières et de l’eau consommée ;
  • en tenant compte des substances nocives utilisées lors de la fabrication et pendant la mise en œuvre (solvants, COV…) ;
  • en estimant les émissions de composés organiques volatiles (COV), formaldéhydes et autres produits nocifs durant sa vie en œuvre ;
  • en appréciant les possibilités de recyclage pour la phase de déconstruction.

La prise en compte de tous ces paramètres conduit à l’utilisation d’isolants dits « écologiques ». Nous parlerons dans la suite de cet article plus particulièrement des isolants dits « biosourcés », c’est-à-dire d’origine végétale ou animale.

Origines, traitements, transformations, domaines d’application et spécificités de chacun des isolants permettront d’approcher la notion de développement durable dans le bâtiment. Nous y verrons les isolants suivants :

  • Isolants à base de cellulose
  • Isolants sous forme de laine d’origine végétale ou animale
  • Isolants à base de fibre de bois
  • Isolants à base de liège
  • Isolants à base de chanvre
  • Isolants à base de paille
  • Isolants à base de textile recyclé

Ils seront passés en revue afin de donner un aperçu des avantages et inconvénients à prendre en compte dans le choix de l’isolant.

De l’approche classique à l’éco-construction

Certaines lignes directrices simples, énoncées dans le tableau suivant, permettent d’évoluer vers une démarche éco-constructive en partant d’une approche tout à fait classique.

Déconseillé Les isolants minces réfléchissants. Ces isolants sont difficiles à mettre en œuvre, leurs performances  sont réduites et il est très difficile de les recycler (assemblage de plusieurs matériaux)
Minimum Éviter les isolants synthétiques (mousses de polyuréthane, de polystyrène…) autant que possible. Dans les situations où ces isolants ne s’imposent pas, leur préférer les laines végétales et animales, les laines minérales, ou le verre cellulaire.
Conseillé Choisir des matériaux naturels à la place des matériaux courants : laines végétales ou animales et isolants à base de cellulose, de liège, de chanvre ou d’autres sources renouvelables…

Mais attention, beaucoup de ces isolants ne possèdent pas d’agrément technique belge ou européen
Tableau inspiré de la fiche « Matériaux d’isolation thermique : Choisir des matériaux sains, avec un écobilan favorable » de l’IBGE.

Les types d’isolants biosourcés classiques

Isolants à base de cellulose

Isolants à base de papier ou journal recyclé, leur conductivité est comparable à celle des laines minérales. Ce matériau possède la caractéristique de pouvoir absorber la vapeur d’eau et permet ainsi de réguler l’humidité. Son absorption acoustique est excellente.

Les flocons de cellulose sont soufflés sous pression soit dans des caissons fermés soit sur des surfaces horizontales. Certains critères ont été définis afin de garantir le non-tassement ultérieur des flocons dans les caissons.

Ces isolants à base de cellulose existent aussi sous forme de panneaux semi-rigides ou flexibles. Ils sont utilisés pour l’isolation des sols, des toitures, des cloisons légères et des murs à ossature bois.Bien qu’elle constitue un bon rempart contre l’humidité, l’ouate de cellulose n’est pas résistante au feu ! Par conséquent, un traitement chimique nécessaire dévalorise sa valeur écoresponsable. En effet, afin de protéger cet isolant des attaques d’insectes, de champignons ou du feu, un traitement au sel de bore est nécessaire. Aussi, si vous privilégiez ce type d’isolant, prenez soin de vous poser des questions relatives à la provenance et à la teneur en résidus d’encre dans l’ouate de cellulose afin d’anticiper les odeurs désagréables sur le long terme. Enfin, insufflée, elle provoque beaucoup de poussières et implique l’utilisation d’équipements de protection adéquats.

     

Panneaux de cellulose (doc. Homatherm) et flocons de cellulose humidifiés et projetés.

Jean-Pierre Oliva , L’isolation écologique, conception, matériaux, mise en œuvre, éditions Terre vivante, 2001.

Isolants sous forme de laine d’origine végétale ou animale

Il existe de nombreux types de laine végétale ou animale disponibles en vrac, en feutre fin,  en rouleaux ou en panneaux semi-rigides. On trouve par exemple des laines en fibre de coco, de lin, de chanvre, de bois ou en mouton. Certains de ces isolants reçoivent un traitement au sel de bore qui les protège des attaques d’insectes, des champignons et du feu.
Ils possèdent la capacité d’absorber et de restituer l’humidité (la laine de mouton peut absorber jusqu’à 33% de son poids en eau((Les matériaux biosourcés dans le bâtiment, FFB, novembre 2015))), remplissant ainsi la fonction de régulateur d’humidité.

Son domaine d’application est l’isolation des murs, des combles et des rampants de toiture. Sa version conditionnée sous forme d’écheveaux sert à l’isolation de gaines et de tuyaux, mais également de calfeutrement. Sous forme de panneaux ou rouleaux, elle se pose de façon classique. Seul le soufflage de la laine en vrac demande l’intervention d’un professionnel spécialisé.

De par leur caractère fibreux, ces isolants possèdent aussi de très bonnes caractéristiques acoustiques. En plus de ses vertus d’isolant acoustique, elle est difficilement inflammable, ne dégage pas de gaz toxiques en cas d’incendie et est une ressource renouvelable.

En termes d’inconvénients, certains de ces isolants reçoivent, tout comme la cellulose, un traitement au sel de bore qui les protège des attaques d’insectes, des champignons et du feu. De plus, même si la laine (de type animale) subit un lavage et un pressage, elle pourrait, après sa pose, dégager une odeur désagréable.

Laine de lin en vrac, laine de lin en rouleaux et laine de lin en panneaux (doc. Textinap).

Laine de chanvre en rouleaux (doc. LCDA) et laine de chanvre en panneaux semi-rigides (doc. Haga).

Noix de coco sciée et panneaux et rouleaux de laine de coco (doc. EMFA).

Jean-Pierre Oliva , L’isolation écologique, conception, matériaux, mise en œuvre, éditions Terre vivante, 2001.

Isolants à base de fibre de bois

Les panneaux de fibre de bois sont fabriqués à partir de déchets de scierie.

Après son sciage, le bois peut :

  • se transformer directement en matériaux pour structures portantes et bardages
  • être broyé ou défibré pour servir à la production de copeaux en vrac ou de fibre de bois pour la confection de la laine isolante
  • être déroulé, tranché et lié afin de servir à la fabrication de panneaux isolants solides pour la construction.

Les panneaux sont perméables à la vapeur, ils complètent très bien les autres isolants.

Son domaine d’application concerne principalement l’isolation thermique intérieure et extérieure de murs, combles et rampants de toiture lorsqu’il est sous forme de laine ou de fibres utilisées en partie aussi pour leurs qualités acoustiques.

Lorsque plusieurs panneaux sont collés ensemble pour obtenir une plus grosse épaisseur d’isolant, de la colle est utilisée, ce qui dévalorise son caractère écologique. Le bois peut aussi servir d’isolant sous son format en vrac, mais va alors nécessiter un traitement chimique préventif, fongicide et insecticide((Les matériaux biosourcés dans le bâtiment, FFB, novembre 2015)).

Panneaux de bois feutré (doc. Pavatex).

Jean-Pierre Oliva , L’isolation écologique, conception, matériaux, mise en œuvre, éditions Terre vivante, 2001.

Isolants à base de liège

Cet isolant est extrait des écorces des chênes-liège ou du recyclage de bouchons, le liège est broyé pour former des granulats de liège en vrac, puis assemblé pour la fabrication de panneaux et de rouleaux qui nécessitent l’intervention d’un liant chimique.

Les panneaux en liège constituent une alternative écologique idéale pour l’isolation

  • des planchers
  • des murs par l’intérieur ou l’extérieur
  • des combles perdus
  • des rampants de toiture.

Tout comme le bois, les avantages en termes d’isolation thermique et acoustique sont incontestables. Ajoutons son imputrescibilité, cet isolant est également difficile inflammable.

Du point de vue des inconvénients, certains panneaux sont renforcés avec des colles synthétiques et dégagent du formaldéhyde, il est donc important de se renseigner avant l’achat afin d’éviter ce type d’isolants à base de liège. Mais le principal problème, en plus de son coût élevé, réside dans sa disponibilité. Il perd en effet de sa valeur écologique et locale à cause de son importation.

Liège.

Isolants à base de chanvre

Fabriqué à partir du défibrage de la tige de chanvre, on peut obtenir à partir de cette plante deux supports de base :

  • la fibre en vrac ou qui servira pour la laine ;
  • la chévenotte utilisée pour la fabrication de panneaux, enduits et bétons (composée d’un mélange de lient à base de chaux aérienne et de copeaux de chanvre).

Le chanvre est par ailleurs une plante à croissance rapide qui ne nécessite pas ou peu d’engrais.

Compressé, il sert pour l’isolation des murs, des sols, des façades intérieures et extérieures et des combles non aménageables après sa transformation en

  • Blocs de béton
  • Laine
  • Panneaux

En vrac, il sert dans l’isolation des murs et des combles non aménageables par soufflage.

Actuellement l’usage le plus fréquent de ce type d’isolant est le remplissage des murs à ossature bois (30 cm) ou d’enduits isolants (10 cm) sur un support existant.

Son coefficient d’isolation est proche de celui du bois massif (λ = ± 0.1), mais le matériau possède d’importantes qualités du point de vue de l’inertie thermique et de la régulation de la vapeur d’eau. Sa résistance au feu lorsqu’il est sous forme de béton, sa fourniture locale ainsi que ses caractéristiques naturellement insecticides constitue également des avantages non négligeables.

Isolants à base de paille

La paille, en tant que matériaux biosourcés, revêt différentes formes :

  • D’un mélange de terre et de paille naît un enduit appelé « terre/paille »
  • Sans pressage, elle se présente sous forme de bottes de paille compressée sous forme de ballot, forme utilisée depuis très longtemps  comme isolant à part entière ou au sein d’une structure propre.

Produit local, la paille constitue un isolant bon marché qui ne nécessite que très peu de traitement en usine ce qui lui confère une réelle valeur ajoutée dans la construction à caractère écologique. Aujourd’hui, ce type d’isolant est  de plus en plus documenté, référence et normalisé comme système de construction et comme isolant reconnu.

Le ballot de paille n’a pas des caractéristiques thermiques homogènes. L’orientation de ses fibres par rapport au flux de chaleur va impacter sur sa conductivité thermique. Celle-ci sera plus faible si les fibres sont perpendiculaires au flux (λ d’environ 0,05) et plus élevés si les fibres sont parallèles aux flux (λ variant autour de 0,07… 0,08). Il est en plus nécessaire de s’assurer des ballots de pailles de qualité pour rencontrer les exigences du monde de la construction.

Toutefois, suite à l’étude de construction paille en occupation, il a été montré que si elle est correctement mise en œuvre et à l’abri de pluies battantes, les risques de dégradations à long terme sont négligeables et la paille comme isolant est capable d’apporter de bonnes performances thermiques ainsi que les conforts d’été et d’hiver attendus.
En outre, la paille n’a pas seulement un rôle isolant, le ballot de paille peut également servir de support à un enduit voir de structure en soi sans en altérer ses caractéristiques. Ainsi, combiner plusieurs de ces rôles (isolant et mécanique et/ou structurel) permet de diminuer le bilan écologique de la paroi. Attention cependant, à utiliser une paille provenant de culture durable.

L’inconvénient de la paille réside dans l’inconfort de pose à cause du poids de chaque botte. De plus, son volume implique de concevoir des murs d’une épaisseur relativement conséquente à isoler.

Si vous souhaitez en savoir plus sur l’isolant à base de paille, consultez le site www.apropaille.be  qui réunit le monde pas si petit que ça de la paille en Belgique.

Isolants à base de textile recyclé

Né du recyclage des textiles usagés ou des déchets des fabricants de vêtements, le textile recyclé est traité en usine avant de devenir un matériau de construction en soi.

D’abord effiloché, on le métamorphose ensuite en panneaux et rouleaux isolants grâce à des techniques de pressage. Sa version en vrac permet, tout comme l’ouate, d’être insufflée et d’isoler les murs.

Alternative idéale pour isoler pour les murs et les combles non aménageables en priorisant l’économie circulaire, notez que les isolants et autres matériaux de construction en textile recyclé sont traités chimiquement pour résister aux flammes. Parmi les autres inconvénients, prenez en compte que son application verticale implique un tassement du matériau sur le long terme.

Par contre, ce matériau biosourcé reste très facile à poser et il ne nécessite pas de formation préalable ou obligatoire. Grâce à sa compression, le textile recyclé n’émet aucune poussière. Enfin, il peut absorber jusqu’à 25% de son poids en eau, ce qui constitue un isolant contre l’humidité très efficace((Les matériaux biosourcés dans le bâtiment, FFB, novembre 2015)).

Performances des isolants biosourcés

La performance thermique des isolants est renseignée par la valeur de la conductivité thermique  (λ). Plus celle-ci est élevée, moins le matériau sera isolant. Mais cela ne veut pas dire qu’il faut nécessairement abandonner l’utilisation d’un matériau qui aurait un λ élevé. En effet, il suffit d’augmenter l’épaisseur de la couche isolante pour obtenir une performance thermique globale équivalente!
Pour choisir son isolant, il faut donc tenir compte de plusieurs critères en même temps:

  • la conductivité thermique  (λ)
  • le coût (plus l’épaisseur augmente, plus le coût augmente)
  • l’encombrement

Les performances des isolants biosourcés sont reprises dans le tableau suivant.

Résistance mécanique Conductibilité thermique Conductibilité thermique Diffusion de la vapeur d’eau Diffusion de la vapeur d’eau Inflammable
ρ [daN/m³] λ [W/mK] λ [W/mK] μ [-] μ [-]
Selon la documentation Selon la norme NBN B62-002 (humide et sec) (humide et sec) selon la documentation
Perlite expansée pure 50-80 0.046 / 5 à 7 / Non
Vermiculite expansée pure <100 0.058 / 5 à 7 / Non
Argile expansée 0.103 à 0.108 / / / Non
Bois feutré en panneaux mous ± 160 ± 0.042 / / 3 à 4 Difficilement
Bois feutré en panneaux mi-durs ± 270 ± 0.07 / / 3 à 4
Cellulose en vrac 35-50 0.035 à 0.04 / / 1 à 2
Laine de cellulose en panneaux 70-100 0.04 / / / Auto-extingible
Liège expansé 18 0.04 à 0.045 / 4.5 à 29 / Difficilement
Liège expansé en panneaux 80-120 0.032 à 0.045 / / 5 à 30
Chanvre ou laine de chanvre 25-210 0.039 à 0.08 / / 1 à 2 Difficilement
Lin en vrac 18-35 0.037 à 0.045 / / 1à 2 Difficilement
Lin en panneaux 400-500 0.05 à 0.065 / / / Difficilement
Laine de coco 20-50 0.047 à 0.05 / / 1à 2 Ignifugé au sel de bore
Laine de coton 20-30 0.04 / / 1 à 2 Sans dégagement toxique
Panneaux de roseau ± 100 0.056 / / 1 à 1.5
Laine de mouton 10-30 0.035 à 0.045 / / 1 à 2 Sans dégagement toxique
Paille (dans le sens des tiges) rechercher valeurs 0.08 / / / /
Paille (perpendiculairement aux tiges) rechercher valeurs 0.052 / / / /
Valeurs issues de l’ouvrage L’isolation thermique de la toiture inclinée, ministère de la Région Wallone, L’isolation écologique de J-P. Olivia, éditions terre Vivante, 2001, ouverture d'une nouvelle fenêtre ! www.livios.be, ainsi que des documentations des fabricants.

La PEB impose, lors du calcul du coefficient de transmission des parois (U) que l’on utilise pour les différents constituants des valeurs de conductivité thermique (λ) certifiées (essais réalisés conformément aux normes européennes EN ISO 10456) ou les valeurs par défaut reprises dans l’annexe VII de la PEB.
Malheureusement, l’Annexe VII de la PEB ne fournit pas de valeur pour les matériaux repris dans le tableau ci-dessus. Si aucune certification (agréments techniques…) n’existe, la couche d’isolant ne pourra pas être prise en compte dans le calcul du U des parois pour la PEB  qui est d’application pour les travaux soumis à permis d’urbanisme.

Intérêts des isolants biosourcés

Comme le montre le tableau suivant, les isolants possédant une capacité thermique élevée, garante d’une diffusivité faible et d’une effusivité importante sont généralement les isolants « écologiques » :

ρ ρ * c
[kg/m³] [Wh/m³]
Laine de bois 160 90
Laine de bois 55 31
Liège expansé (vrac) 60 31
Ouate de Cellulose (insufflée) 60 31
Perlite expansée 80 22
Polyuréthane rigide 30 12
Laine de mouton 10 5
Polystyrène 7 3

Mais attention, si le confort d’été est amélioré, l’utilisation d’isolant permettant d’obtenir ces caractéristiques peut conduire à un autre problème. En effet, une trop grande effusivité produira dans la pièce une sensation de surface froide au toucher.

Pour aller plus profondeur sur ce sujet, n’hésitez pas également à visiter notre page consacrée à l’inertie thermique.

Stockage de CO2

Les isolants à base de végétaux, via le processus de photosynthèse, permettent de stocker le CO2 atmosphérique.

Performances hygrothermiques

Outre leur caractère “écologique”, les isolants biosourcés qui nous intéressent ici possèdent des propriétés hygrothermiques prometteuses. Par leur capacité plus ou moins grande à absorber l’humidité, les matériaux en contact avec l’ambiance intérieure peuvent stabiliser les conditions hygrothermiques d’un local et, de la sorte, avoir un impact positif sur le confort.

De nombreuses recherches ont été menées sur ce sujet. Comme par exemple celle réalisée par le département d’ingénierie de la Technical University of Denmark qui a conduit à la définition du paramètre appelé Moisture Buffer Value (valeur de régulation de l’humidité) qui indique la quantité d’eau que l’isolant absorbe et restitue par  unité de surface durant une certaine période quand il est soumis à des variations de l’humidité relative de son environnement. Ce paramètre permet d’analyser le rôle de régulateur d’humidité joué par l’isolant.

Certifications

C’est à ce niveau que se complique la démarche d’éco-construction ! Comme dit auparavant, lors du calcul du U des parois, la PEB implique que l’on utilise comme valeur de λ :

  • une valeur certifiée sur base de la norme de produit NBN EN ou d’un ATE (Agrément Technique Européen). Ces valeurs sont regroupées sur le site ouverture d'une nouvelle fenêtre ! www.epbd.be.
  • ou la valeur par défaut renseignée dans l’annexe VII de la PEB.

Cette manière de faire a pour but de protéger le consommateur, en garantissant la qualité des matériaux utilisés.

Le problème avec les matériaux d’isolations biosourcés est que ces derniers ne sont pas repris dans l’Annexe VII de la PEB et l’utilisation de ceux-ci nécessite donc la réalisation d’une certification pour tous travaux soumis à permis.

Labellisation

Comme annoncé précédemment, l’utilisation d’un matériau issu de sources renouvelables ne garantit pas en pratique le caractère “écologique” de l’isolant (ajout de colle, procédé de fabrication énergivore…). Pour s’assurer que l’isolant a été réalisé dans les règles de l’art, on peut se tourner vers les labels comme www.svanen.se en Suède www.blauer-engel.de en Allemagne ou encore www.certivea.fr en France.

Pour en savoir plus sur les normes en vigueur qui régissent l’utilisation de chacun de ces isolants, voici quelques sources qui peuvent être utiles :

Concernant les isolants à base de cellulose :

Concernant les isolants à base de laine d’origine végétale ou animale :

Concernant les isolants à base de fibre bois :

Concernant les isolants à base de liège :

Concernant les isolants à base de chanvre :

  • réglementation professionnelle et validation en laboratoire des enduits chaux/chanvre pour béton : construire-en-chanvre.fr

Concernant les isolants à base de paille :

Concernant les isolants à base de textile recyclé :

Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 29 Oct, 2007

Automatiser les protections mobiles ?

Trois modes de manipulation

Il existe trois degrés de manipulation des protections solaires amovibles :

  • Manuelle (par manivelle, cordon ou chaînette),
  • motorisée (commande avec bouton poussoir ou télécommande, commande groupée ou individuelle),
  • automatisée.

Quel est le rôle de la gestion automatique ?

Augmenter la protection

Lorsque des apports solaires risquent d’entraîner des surchauffes des locaux et une production de froid importante ou l’éblouissement des occupants, la régulation peut décider le déploiement de la protection.

Cette action peut être préventive et intervenir avant que l’inconfort réel n’apparaisse. En hiver, la nuit venue, la régulation peut prendre en charge l’ajout d’une isolation complémentaire aux fenêtres.

Diminuer la protection

En période de chauffe, des apports extérieurs sont les bienvenus. La régulation peut décider la suppression de la protection pour diminuer les frais de chauffage.

L’automatisation permet en outre de ne pas exposer les protections à des contraintes extérieures excessives (vent, pluie, vandalisme).

La libération automatique des fenêtres en cas d’incendie est également un point à considérer.

Pourquoi automatiser la protection ?

Le rôle de la gestion automatique pourrait être assuré manuellement par un occupant consciencieux. Cependant, il existe plusieurs objections à cela :

    1. L’optimalisation des dépenses énergétiques n’est généralement pas le souci premier des occupants des bâtiments du secteur tertiaire.Exemple : en hiver, qui pensera à baisser son store le soir avant son départ ?
    2. L’oubli de la protection et la non-surveillance des conditions extérieures.

Exemple : une protection extérieure restant déployée durant la nuit alors que le vent se lève risque de se détériorer.

    1. Ou tout simplement l’absence d’occupant dans un local, alors que celui-ci est chauffé ou refroidi.
      Exemple : les apports solaires dans les locaux orientés à l’est peuvent devenir importants avant l’arrivée du personnel. Dans les locaux orientés à l’ouest, les apports les plus importants se produisent en fin de journée. Qui pensera alors à protéger la fenêtre pour empêcher toute accumulation inutile de chaleur après le départ des occupants ? De même dans des locaux inoccupés, il faut prévenir toute accumulation de chaleur qui augmentera ultérieurement ou sur le moment même la nécessité de refroidissement. Ces exemples peuvent être transposés en période de chauffe lorsque les apports extérieurs sont alors les bienvenus.

En conclusion

L’automatisation des protections solaires mobiles permet donc de suppléer à l’absence des occupants ou à leurs carences en matière de gestion des apports énergétiques extérieurs. Cependant, une dérogation est toujours recommandée pour offrir à l’occupant une possibilité d’interagir sur son environnement. Cela lui permettra, en autres, de se protéger d’un éventuel inconfort (dû à l’éblouissement par exemple) ou de satisfaire un besoin d’intimité.

Quelles caractéristiques pour le système d’automatisation ?

Les grandeurs de référence

L’ensoleillement

Un capteur mesure l’intensité lumineuse et active le système de protection en cas de dépassement des valeurs programmées.

La température extérieure

Une sonde de température extérieure empêchera le déploiement des protections en dessous d’une certaine valeur.

La température intérieure

Un thermostat d’ambiance peut commander la protection en fonction de la température intérieure.

La vitesse du vent

Un anémomètre mesure la vitesse du vent et commande un retrait des protections extérieures en cas de menace de tempête.

La présence de pluie

Une sonde détecte la présence de pluie et entraîne le retrait immédiat de la protection.

La date et l’heure

Une horloge quotidienne et hebdomadaire commandera à heures fixes les protections.

Le danger d’incendie

Un détecteur de fumée commande le retrait des protections pour garantir l’accès aux fenêtres et une évacuation possible.

Toutes ces grandeurs ne doivent pas forcément être reprises. Pour les protections extérieures la protection au vent sera la configuration minimale. Son association avec une sonde d’ensoleillement sera aussi couramment rencontrée. La protection contre la pluie n’est importante que pour les protections extérieures horizontales (auvents). Par contre le vent et la pluie n’ont pas d’influence sur les protections intérieures.

Lorsque plusieurs grandeurs sont prises en considération, le régulateur actionnera (en tout ou rien ou en modulation) les protections en fonction d’un des paramètres considéré comme prioritaire ou en fonction d’une combinaison de paramètres.

La temporisation

La temporisation des commandes de l’automatisme est indispensable. En effet, de petites variations passagères des paramètres ne peuvent entraîner des modifications incessantes des protections.

Exemple : le passage d’un nuage, légères variations de température, …

Si tel était le cas, l’abandon de l’automatisme pour un mode manuel serait rapidement opéré par les utilisateurs.

Commande centralisée et dérogation

Une centralisation permet de commander une série de protections pour des locaux d’orientation identique.

Exemple : toute l’aile d’un hôpital, …

Dans ce cas, un local de référence devra accueillir la sonde de température ambiante éventuelle.

Malgré l’automatisation, une dérogation doit rester possible pour les utilisateurs d’un local particulier. Cette liberté sera, au même titre que la protection proprement dite, source de confort et donc d’efficacité pour les occupants. Cependant la dérogation et le fonctionnement en mode manuel ne peuvent rester permanents un retour au mode automatique est obligatoire si on ne veut pas perdre tous les avantages de l’automatisation. Ce retour peut se faire en fonction du temps de dérogation, d’un horaire précis ou de la variation d’un des paramètres. Les paramètres prévenant toute détérioration (vent, pluie) des protections seront prioritaires et indérogeables.

Protection du système

L’automatisation doit être munie d’un système permettant de détecter tout mauvais fonctionnement de la sonde de vent. Par exemple si le régulateur ne détecte aucun mouvement de l’anémomètre durant une période déterminée, il commande le retrait immédiat de la protection et bloque l’automatisme.

Quel est le coût du système de commande ?

Il est difficile de fixer dans l’absolu le surcoût relatif à la motorisation et à l’automatisation des protections mobiles.

Paramètres

Cela dépend  :

  • Du nombre de protections manipulables et gérables simultanément,
  • de l’orientation des locaux,
    Exemple : un local avec une façade vitrée au sud et une à l’ouest devra disposer de deux capteurs d’ensoleillement
  • du nombre de grandeurs prises en compte,
  • du précâblage existant dans le bâtiment,
  • …

Pour fixer les idées

D’une manière générale, on peut dire que l’installation de protections motorisées a un coût semblable à l’installation de protections à commande manuelle. Lorsque le nombre de protections gérables simultanément devient important, la commande électrique peut même devenir moins onéreuse que la commande manuelle, grâce à des commandes groupées et à une main d’œuvre nécessaire moins importante (le branchement électrique est plus facile à réaliser que le placement d’une manivelle au travers du châssis ou du mur).

Notons également que la commande électrique des protections sollicite moins les parties mobiles que la commande manuelle et donc leur garantit une durée de vie plus longue.

En fonction du degré de sophistication demandé, le coût d’une gestion automatique se situe dans une fourchette de 250 à 1250 €. Lorsque le nombre de protections gérées est important, on se rend compte que le surcoût relatif de l’automatisation devient nettement moins lourd.

De plus, certains capteurs du système de gestion peuvent déjà faire partie de l’installation de chauffage ou de climatisation comme capteur principal ou de compensation.

Un projet d’installation de protections solaires peut être planifié sur plusieurs années. Si le besoin se fait ressentir, des protections motorisées peuvent être équipées d’une gestion automatique a posteriori sans surcoût important par rapport à un projet initial complet.

Exemple d’automatisation d’une protection mobile

L’exemple ci-contre, se rapporte à un bâtiment précis. Les valeurs de consigne qui y sont mentionnées peuvent varier en fonction de la saison et du type d’inertie du bâtiment. Si le bâtiment est sensible à l’ensoleillement même durant la saison de chauffe, la consigne de température extérieure peut être abaissée. De même, une anticipation face à la surchauffe peut être réalisée en diminuant la température de consigne intérieure. En effet plus le bâtiment est inerte thermiquement, plus l’apparition de la surchauffe sera retardée par rapport à l’ensoleillement.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 29 Oct, 2007

Choisir une protection mobile, fixe ou permanente

Choisir une protection mobile, fixe ou permanente

Stores enroulables mobiles.

Brise-soleil fixes.

Films pare-soleil permanents.

Pourquoi moduler la protection ?

Des besoins variables

Les besoins de protection des locaux vis-à-vis des apports du soleil sont la plupart du temps variables sur une journée ou encore sur une année :

  • Les apports énergétiques peuvent être souhaités en hiver et au printemps (température extérieure moyenne < 8°C) mais risquent de devenir indésirables en été ou en automne (température extérieure moyenne > 15°C).
  • Les apports solaires seront importants le matin pour les locaux orientés à l’est et le soir pour les locaux orientés à l’ouest.
  • Une augmentation de l’isolation thermique des vitrages est souhaitable durant les nuits d’hiver mais au contraire défavorable au refroidissement du bâtiment durant les nuits en été.
  • L’éblouissement dépend très fort de la hauteur du soleil et donc de l’orientation et de la saison.
  • En absence de soleil, la lumière du jour est souvent la bienvenue.

Optimaliser les besoins de chaleur et de froid

Adapter le degré de protection à ces besoins permettra de gérer les apports gratuits et d’optimaliser les productions de chaud ou de froid (pour autant que celles-ci tiennent compte des apports externes : présence de vannes thermostatiques, sonde extérieure,…) et l’éclairage artificiel des locaux.

L’optimalisation de la protection solaire en fonction des besoins réels dépendra de plusieurs facteurs :

La mobilité de la protection elle-même : certaines protections peuvent être fixes, d’autres complètement amovibles. Le degré d’automatisation de la protection : la manipulation de nombreuses protections peut être motorisée et automatisée. Dans ce cas, le degré de protection sera automatiquement réglé en fonction de grandeurs représentatives des climats intérieurs et extérieurs.

Le comportement des occupants : dans le cas de protections manuelles, le rôle de l’occupant sur l’optimalisation de la protection est important et souvent difficile. Dans le cas de protections automatisées, il faut tenir compte de la liberté de l’occupant et de son pouvoir sur la mise en dérogation du système.

Les protections mobiles

La protection peut varier selon les souhaits de l’utilisateur, quelle que soit l’heure ou la saison.

Exemple : les stores vénitiens, enroulables, à lamelles.

L’adaptation aux besoins en protection ou en apports solaires peut se faire par retrait partiel ou complet (latéral ou vertical en fonction du type de store) ou par inclinaison des lamelles. Cette modulation peut être gérée par l’occupant de façon manuelle ou motorisée (il existe aussi des systèmes avec télécommande) ou de façon automatique grâce à un régulateur.

Store vénitien
intérieur.

Store enroulable
extérieur.

Les protections fixes

Le système est fixe et le degré de protection varie systématiquement en fonction de l’heure et de la saison.

Exemple : les brise-soleil, les avancées architecturales.

Souvent les éléments fixes sont des avancées horizontales au-dessus de la fenêtre, soit des avancées verticales de part et d’autre de la fenêtre.

Le pourcentage de protection de la fenêtre dépend :

  • De la position de la protection par rapport à la fenêtre,
  • de la hauteur du soleil,
  • du rapport entre la largeur de la protection et la hauteur ou longueur (en position verticale) de la fenêtre,
  • de l’espacement et de l’orientation des lames éventuelles.

Brise-soleil.

Avancée architecturale.

Façades sud

Les façades d’orientation proches du sud seront les plus faciles à protéger. Une protection fixe est à même d’éliminer complètement le rayonnement direct estival sans pour autant porter une ombre indésirable en hiver.

Façades est et ouest

Par contre, aucune protection fixe, horizontale ou verticale, ne permet de résoudre le problème propre aux façades est et ouest. Dans ces situations, une protection mobile sera de loin la plus préférable.

En général, une protection optimale, c’est-à-dire adaptée toute l’année aux besoins en chaud ou en froid, est difficile à obtenir avec des protections fixes. En tout état de cause, une étude précise tenant compte des risques de surchauffe et d’éblouissement dus à l’ensoleillement en fonction de la position du soleil et de la saison doit être menée préalablement à tout projet.

calculs 

 Pour obtenir une méthode de dimensionnement des protections fixes : cliquez ici !

Exemple : une protection fixe horizontale pour une fenêtre orientée au sud.

en été :
la protection est maximum lorsque le soleil est au zénith

en hiver :
la protection est inopérante

en mi-saison :
aux mois de septembre et de mars, la protection est partielle

En hiver

En hiver, l’absence de protection permet aux apports du soleil de diminuer les frais de chauffage. La situation est intéressante. Cependant, elle ne le sera que si la régulation de l’installation de chauffage tient compte des apports gratuits et que l’ensoleillement ne crée pas de surchauffe en saison froide. Par contre l’éblouissement dû au soleil bas en hiver ne peut être résolu par cette disposition. Pour limiter celui-ci, une protection légère intérieure (rideaux) peut être associée à une protection fixe.

En mi-saison

En mi-saison, on voit que l’ensoleillement des locaux sera le même au printemps qu’en automne, alors que les besoins sont différents. En effet, au mois de septembre, la température moyenne en journée est d’environ 18°C. L’ensoleillement peut dans ce cas devenir source de surchauffe. Au mois de mars, la température moyenne est de 8°C. Dans ce cas, les apports du soleil peuvent être les bienvenus.

Cas particulier : la végétation

La végétation à feuilles caduques apporte une protection qui est naturellement variable. En été, le feuillage apporte un ombrage aux fenêtres et en hiver, la chute des feuilles fait profiter les locaux des apports gratuits du soleil.

Schéma protection solaire végétale.

Les protections permanentes

Le système est fixe et le degré de protection est constant quelle que soit l’heure et la saison.

Exemple : les films collés contre le vitrage, les vitrages spéciaux (réfléchissants et/ou absorbants).

Photo films collés contre le vitrage. Sous notre climat belge, la probabilité d’ensoleillement est inférieure à 20 % en hiver (moins d’un jour sur cinq) et à 50 % en été (moins de un jour sur deux).
Une protection relativement efficace en été est inconciliable avec la valorisation de l’éclairage naturel en absence d’ensoleillement et des apports énergétiques gratuits en hiver.
Sauf exception (locaux informatiques où il faut gérer la surchauffe et l’éblouissement), ce type de protection est donc peu recommandable dans nos régions.

Conscients de ce problème, les fabricants de vitrages ont développé des vitrages présentant une protection contre l’énergie solaire correcte (FS = 0,39) et une transmission lumineuse qui se rapproche de celle des doubles vitrages clairs (TL = 0,71).

Signalons également que des vitrages anti-solaires dont les caractéristiques de protection peuvent varier automatiquement en fonction des besoins sont développés par les grands fabricants. Ils ne sont malheureusement pas accessibles à tout le monde !

Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 29 Oct, 2007

Choisir une protection insérée dans un double vitrage

Choisir une protection insérée dans un double vitrage

La description du système

Schéma protection insérée dans un double vitrage. Schéma protection insérée dans un double vitrage. La protection, composée d’une toile enroulable ou d’un store vénitien, est intégrée dans l’espace entre les deux vitres d’un double vitrage.

Les avantages par rapport aux systèmes classiques

L’efficacité contre les surchauffes et l’éblouissement

Les performances face à l’ensoleillement sont semblables aux performances des protections intérieures réfléchissantes et peuvent se rapprocher des performances de protections extérieures parallèles au vitrage. Il faudra cependant se méfier de l’augmentation de la température interne de la surface du vitrage qui peut provoquer un léger inconfort (rayonnement chaud).

La résistance mécanique et à l’encrassement

Les éléments sont montés à l’intérieur d’une partie étanche. Ils ne sont soumis ni aux perturbations extérieures, ni aux perturbations intérieures. N’étant pas sujet à l’encrassement et à l’empoussièrage, ce système de protection peut s’appliquer aux locaux où une grande hygiène est souhaitée. Il ne demande aucun entretien.

L’esthétique

La présence de la protection est discrète. Elle ne modifie pas la structure des façades, ni à l’extérieur, ni à l’intérieur.

La ventilation naturelle

La liberté d’ouverture des fenêtres est totale.

Le pouvoir isolant

Le coefficient de transmission thermique U du double vitrage clair est amélioré, jusqu’à 20 à 30 % pour un double vitrage clair standard (air) grâce à une protection solaire insérée entre les vitres.

Les inconvénients par rapport aux systèmes classiques

Placement en rénovation

Le placement de la protection implique le remplacement du vitrage, ce qui limite son application dans le cadre de la résolution d’un problème de surchauffe ou d’éblouissement.

Diminution de la surface utile de la fenêtre

L’encombrement du mécanisme des systèmes escamotables (par exemple les stores enroulables) peut diminuer de façon non négligeable la surface utile de la fenêtre.

Dépannage et étanchéité du double vitrage

La position intégrée des protections rend difficile un dépannage en cas de dysfonctionnement du mécanisme de retrait. Il peut également en résulter une perte d’étanchéité du vitrage.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 29 Oct, 2007

Choisir entre une protection intérieure ou extérieure

L’efficacité contre les surchauffes et l’éblouissement

L’effet de serre se produit lorsque les rayons du soleil sont absorbés par une matière située derrière le vitrage. Dès lors, une protection solaire sera efficace contre les surchauffes :

Protections extérieures Les protections extérieures seront toujours efficaces contre les surchauffes car elles arrêtent les rayons du soleil avant qu’ils n’atteignent le vitrage. Pour les stores de type « toile »,  une plus grande efficacité sera atteinte pour de facteur d’ouverture faible et des couleurs foncées.
Protections intérieures Les protections intérieures ne seront efficaces contre les surchauffes que si elles repoussent les rayons du soleil ayant traversé le vitrage. Pour cela, elle doit être non absorbante et réfléchissante (couleur clair au minimum).

Un même store en tissu (gris non réfléchissant avec un coefficient d’ouverture de 4.2) à l’extérieur ou à l’intérieur combiné à un double vitrage argon clair et basse émissivité :

FS = 0,05

FS = 0,55

Par contre, une même protection solaire installée à l’extérieur ou à l’intérieur, permettra un contrôle presqu’identique de la luminosité.

Les contraintes mécaniques

Protections extérieures Les protections extérieures sont soumises aux perturbations atmosphériques (vent, pluie) ou encore au vandalisme. La sensibilité de certaines de ces protections (notamment en toile) peut limiter leur utilisation pour les bâtiments élevés ou en zone exposée (vent important) ou encore à hauteur d’homme dans des lieux fréquentés (vandalisme).
Pour prévenir toute détérioration, notamment la nuit, il sera nécessaire de conscientiser les occupants à la nécessité de retrait de ces protections durant leur absence ou à envisager leur automatisation.
Par contre, il existe des protections extérieures conçues pour résister aux contraintes extérieures. C’est le cas par exemple des brise-soleil ou des stores vénitiens en aluminium.
En outre, dans les zones urbaines fort fréquentées, l’encrassement des protections extérieures peut être assez rapide.
Protections intérieures Les protections intérieures devront résister aux sollicitations des occupants qui peuvent être importantes notamment dans les locaux publics. La position intérieure des stores peut faciliter leur nettoyage notamment pour les bâtiments élevés.

L’esthétique

Protections extérieures Les protections extérieures modifient peu (stores enroulables) ou beaucoup (brise-soleil, avancées architecturales, stores vénitiens) la structure architecturale des façades. En ce sens, certaines protections extérieures risquent de ne pas s’adapter à une rénovation.
Protections intérieures Des protections intérieures ayant une efficacité limitée contre les surchauffes (par exemple, les stores vénitiens ou à lamelles) sont parfois installées uniquement pour leur aspect décoratif.

Les protections intérieures efficaces contre les surchauffes et les déperditions de chaleur auront un aspect réfléchissant qui peut ne pas être au goût de chacun.

Le pouvoir isolant

Protections extérieures Les protections extérieures n’apportent qu’une légère amélioration de l’isolation thermique supplémentaire à la fenêtre car elles ne sont généralement pas étanches..
Protections intérieures Certaines protections intérieures peuvent avoir un impact plus important sur la diminution des déperditions d’un vitrage. De plus, elles peuvent aussi avoir un impact plus important sur la sensation de confort à proximité de la baie (protection contre le rayonnement « froid » de la baie).

Pour autant que la surface intérieure de la protection soit réfléchissante, le coefficient de transmission thermique d’une fenêtre équipée de double vitrage peut diminuer de 25 %. Une diminution de 40 % peut être atteinte avec des stores réfléchissants insérés dans des guides étanches.

Remarquons que l’inétanchéité de la protection, outre la diminution de l’isolation par rapport à l’optimum, risque d’entraîner l’apparition de condensations importantes sur la surface intérieure de la fenêtre. Celles-ci peuvent endommager les menuiseries.

La ventilation naturelle des locaux

Le déploiement de certaines protections solaires rendra impossible l’ouverture des fenêtres pour pratiquer une ventilation naturelle des locaux.

Protections extérieures Aucune protection extérieure n’empêchera physiquement l’ouverture des fenêtres permettant ainsi une ventilation naturelle associée à la protection solaire. Une restriction existe cependant : les protections en toile déroulées devant les fenêtres risquent de ne pas résister aux contraintes mécaniques dues aux courants d’air éventuels.
Protections intérieures L’installation de protections solaires intérieures limite souvent les possibilités d’ouverture des fenêtres. Les protections peuvent être fixées aux ouvrants. Dans le cas de châssis oscillo-battants ou basculants, la combinaison de la protection solaire et de la ventilation naturelle est possible. Cependant, les fabricants de stores enroulables risquent de ne pas couvrir une détérioration due à de l’air s’infiltrant entre la protection et le vitrage du fait de fenêtres voisines ouvertes.

Si la protection est fixée sur le dormant, l’ouverture des fenêtres n’est guère possible lorsque la protection est déployée, que ce soit pour des raisons de maintien de la protection dans ses guides ou de leur résistance mécanique aux courants d’air. De même, lorsque la protection est abaissée, il est bon de prévenir l’ouverture subite d’une fenêtre suite à un courant d’air.

Lorsque la protection intérieure est relevée, il faut pouvoir conserver la liberté d’ouverture de la fenêtre :

  • Si la protection est fixée au dormant ou au linteau, l’ouvrant ne peut heurter ni la protection repliée, ni ses guides.
  • Si la protection est solidaire de l’ouvrant, les charnières latérales de la fenêtre doivent se situer suffisamment loin des retours de fenêtre pour garantir une ouverture complète.
Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 29 Oct, 2007

Choisir le facteur lumineux

Transmission lumineuse d’un vitrage simple TL = 0,9.

Quelle transmission lumineuse faut-il choisir ?

La transmission lumineuse de la protection doit être suffisamment faible pour supprimer l’éblouissement des occupants et suffisamment élevée pour que la diminution de la quantité de lumière pénétrant à l’intérieur du local ne rende pas obligatoire l’utilisation de la lumière artificielle. La possibilité de vue de l’intérieur vers l’extérieur sera en outre souvent recherchée.

Fixons les ordres de grandeur par un exemple :

Définition d’un bureau type

Illustration bureau type.

Les murs sont de couleur claire et le sol recouvert de moquette.

Éclairement recommandé

Type d’activité Éclairement
Travail de bureau (attention soutenue). min. 500 lux
Activité ne demandant pas une attention soutenue
(ex : un séjour).		 min. 200 lux
Travail sur ordinateur. max. 1 000 lux

Apports lumineux enregistrés dans le local

Schéma apports lumineux enregistrés dans le local.

La figure ci-dessus représente l’éclairement dans la pièce, au niveau d’un plan de travail, en fonction de la distance à la fenêtre, avec :

  • un double vitrage clair,
  • un double vitrage et une protection peu transparente (TL de la protection = 0,10),
  • un double vitrage avec une protection transparente (TL de la protection = 0,19).

Cette simulation se déroule le 15 juin à 16h, par ciel serein.
La fenêtre est orientée à l’ouest. Les conditions d’ensoleillement sont donc très favorables pour l’éclairage naturel du local (soleil fort pénétrant). Les valeurs minimum de transmission lumineuse déduites de cet exemple peuvent donc être considérées comme des extrêmes à ne pas dépasser sous peine de rendre le local trop obscur.

Transmission lumineuse recommandée

Le tableau suivant reprend les valeurs de transmission lumineuse minimum que doivent respecter les protections pour garantir un éclairement suffisant (300 lux) dans la pièce pour assurer le confort visuel lorsque la protection est déployée en période d’ensoleillement.

– Ouest Sud Est
Distance à la fenêtre Juin
16 h (1)		 Décembre
14 h		 Juin
12 h		 Décembre
12 h		 Juin
7 h		 Décembre
9 h
1 m 0.01 0.08 0.03 0.04 0.01 0.08
2 m 0.06 0.20 0.09 0.05 0.02 0.16
3 m 0.11 0.40 0.17 0.06 0.08 0.29
4 m 0.20 0.58 0.28 0.07 0.14 0.46
5 m 0.26 0.79 0.38 0.08 0.19 0.65

(1) Heure universelle; heure réelle en été = heure universelle + 2 h; heure réelle en hiver = heure universelle + 1 h.

Exemple.

Si l’on souhaite garantir 300 lux sur une table de travail, à 3 m de la fenêtre, dans un local orienté à l’ouest, on choisira un store dont le TL est :

  • Supérieur à une valeur de 0.11 si le store n’est utilisé qu’en été,
  • supérieur à une valeur de 0.40 si le store est aussi utilisé en hiver.
Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 29 Oct, 2007

Choisir le facteur solaire (FS)

Facteur solaire d’un vitrage simple FS = 0,86.

Quel facteur solaire faut-il atteindre ?

Le choix du facteur solaire minimum à rechercher est fonction de chaque cas. Il n’est donc pas possible de citer un chiffre unique.

Fixons des ordres de grandeur par un exemple.

Valeur de référence

Dans les immeubles de bureaux, on peut estimer qu’un refroidissement devient nécessaire en été lorsque la somme des apports internes et externes atteint  60 W/m² au sol du local. Si on estime d’une manière générale les apports internes d’un bureau moyennement équipé comme suit : un ordinateur (+ 150 W/ordinateur), une personne (70 W/pers.), l’éclairage (10 W/m²) et 1 personne/13 m² au sol, les apports internes totalisent 27 W/m². Pour éviter le recours à la climatisation, il est donc nécessaire de limiter les apports solaires à 33 W/m² au sol.

Apports thermiques

Le tableau suivant représente pour une journée ensoleillée du mois de juillet, la puissance énergétique maximum due à l’ensoleillement, réellement transmise à l’ambiance d’un local de 30 m² au sol, en fonction de l’inertie du bâtiment. La fenêtre du local est équipée d’un double vitrage clair (de 6 m²) orienté respectivement à l’est, au sud et à l’ouest.

– Bâtiment lourd Bâtiment moyen Bâtiment léger
Est 245 49 267 53 351 70
Sud 198 40 210
42
252
 50
Ouest 250 50 263 53 356 71
– W/m² de vitrage W/m² au sol W/m² de vitrage W/m² au sol W/m² de vitrage W/m² au sol

Facteur solaire recommandé

– Bâtiment lourd Bâtiment moyen Bâtiment léger
Est 0.51 0.47 0.36
Sud 0.63 0.60 0.50
Ouest 0.50 0.47 0.35
– FS FS FS

Facteur solaire minimum de l’ensemble vitrage + protection nécessaire
pour limiter les apports solaires à 33 W/m² au sol.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 29 Oct, 2007

Objectifs d’une protection solaire

Objectifs d'une protection solaire

Limiter les surchauffes

En période d’ensoleillement la quantité d’énergie solaire transmise au travers de vitrages peut entraîner par effet de serre, des surchauffes inadmissibles pour le confort des occupants. Dans le cas de locaux climatisés, la présence de protections solaires efficaces doit permettre une diminution notable de la quantité de froid à produire.

Améliorer

 En cliquant ici, vous pouvez visualiser les résultats d’une simulation du comportement d’un bureau standard. On y a comparé les coûts d’achat et d’exploitation d’un climatiseur et d’un store extérieur.

De plus, malgré une température ambiante supportable, le rayonnement chaud du vitrage et le rayonnement direct du soleil sur une partie du corps peuvent devenir rapidement insupportable pour les occupants.

Comment déterminer si le soleil est à l’origine de la surchauffe ?

Dans les locaux fortement vitrés et orientés à l’est, au sud ou à l’ouest, les gains solaires constituent souvent les apports gratuits les plus importants.
Notons que l’orientation ouest est souvent la plus critique car les apports solaires viennent s’ajouter à la chaleur emmagasinée durant la journée.

Rénovation énergétique 

 Pour en savoir plus sur comment repérer l’origine de la surchauffe, cliquez-ici !

Calculs

 On peut établir un bilan de l’ensemble des apports de chaleur d’un local en cliquant ici !

Il calcule la puissance frigorifique nécessaire pour maintenir une température de consigne (24°C par exemple) dans le local, alors que la température extérieure est de 30°C. Il est possible ainsi de mesurer l’impact d’une protection solaire sur les besoins en froid. On peut également visualiser l’importance d’avoir un local avec une inertie thermique importante. Ou encore une toiture isolée.

Limiter l’éblouissement

L’ensoleillement direct pour être aveuglant tout comme une luminance trop élevée d’une paroi peut impacter le confort visuel. Hors, le confort visuel joue un rôle important sur la possibilité de réalisation de certaines tâches et donc sur la productivité des occupants d’un local.

Ce phénomène n’est pas forcément le plus crucial pour des fenêtres orientées au sud durant la saison chaude. Les problèmes d’éblouissement sont également très importants lorsque le soleil est bas sur l’horizon : le matin pour les fenêtres orientées à l’est, le soir pour l’orientation ouest, ou encore au sud en hiver. De même, dans les locaux nord, la vision directe d’un ciel trop lumineux peut devenir gênante et nécessiter aussi une protection.

Les objectifs secondaires

Augmenter le pouvoir isolant de la fenêtre

L’utilisation de protections solaires modifie de façon plus ou moins importante les caractéristiques de transmission thermique des vitrages. Cette propriété sera principalement recherchée durant les nuits en hiver.

Assurer l’intimité des occupants ou occulter un local

Ces deux objectifs sont des cas particuliers. On parlera alors plus d’occultation que de protection solaire.

Quelles soient intérieures ou extérieures, les protections parallèles au vitrage permettront d’apporter une certaine intimité voire d’occulter le local. Cette propriété dépendra principalement des vides laissés par la protection solaire et de sa couleur.

Décorer la fenêtre

De nombreuses protections ont un but décoratif plutôt qu’énergétique. Cet objectif est souvent associé avec le souhait de garantir l’intimité des occupants.

Institut du Monde Arabe – Paris.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 29 Oct, 2007

Choisir la fenêtre comme capteur de lumière naturelle [Les fenêtres]

Favoriser l’éclairage naturel extérieur

Dans une démarche de construction ou de rénovation lourde, on privilégiera l’utilisation de la lumière naturelle à la place de l’éclairage artificiel. La qualité « spectrale » de la lumière naturelle ainsi que sa variabilité et ses nuances offrent une perception optimale des formes et des couleurs. L’éclairage artificiel devrait donc être considéré comme un complément à la lumière naturelle. Aussi, d’un point de vue énergétique, l’utilisation de l’éclairage naturel comme « source » lumineuse est gratuite ; ce qui signifie que la facture en électricité sera d’autant plus réduite que l’éclairage naturel exploité.

Dans bien des projets de conception ou de rénovation de bâtiments tertiaires, en confort lumineux, l’objectif premier est de privilégier l’ouverture des espaces de travail vers la lumière naturelle tout en sachant qu’une trop grande ouverture des façades est souvent synonyme d’éblouissement, de surchauffe et déperditions thermiques au travers des baies vitrées. Le compromis reste de rigueur !

Bien des paramètres viennent influencer de manière plus ou moins significative la pénétration de la lumière dans les espaces de travail :

  • L’orientation des façades ;
  • La présence d’ombres reportées (bâtiments ou autres façades du bâtiment étudié faisant de l’ombre) ;
  • La taille, la forme et la position des baies vitrées dans les façades ;
  • La forme et les dimensions des trumeaux ;
  • Les caractéristiques des vitrages ;
  • La présence de protection solaire (fixe, mobile, …) ;
  •  …

Vitrage clair.           Vitrage sélectif.           Auvent.           Lamelles.           Ombre reportée.

Pour un projet de taille importante, une étude par un bureau spécialisé est toujours intéressante sachant qu’il est possible d’optimiser conjointement les conforts lumineux et thermiques par des simulations dynamiques tenant compte de l’ensoleillement et du climat à tout moment de l’année disponible sous forme de bases de données type « météonorm » par exemple.

L’éclairage naturel extérieur n’est pas uniforme

L’intensité de la lumière naturelle varie fortement en fonction du type de ciel, du moment de l’année, de l’heure dans la journée, de l’orientation de l’ouverture, de son inclinaison et de son environnement.

Les études d’éclairage naturel des locaux sont basées, conventionnellement, sur un ciel couvert donnant un niveau d’éclairement de 5 000 lux sur une surface horizontale en site dégagé (Commission Internationale de l’Énergie).

Or, en Belgique, un tel éclairement est dépassé 80 % du temps entre 8h00 et 16h00, par ciel couvert. Et ce ciel couvert ne se présente que 36 % du temps de l’année.

À l’extrême, en juin, à midi et par ciel serein, l’éclairement dépasse 100 000 lux! (Franchement, de quoi se plaint-on ?!)

Lumière solaire directe ou lumière solaire diffuse ?

La lumière solaire directe dispense un flux considérable, facile à capter et à diriger. Elle présente une dynamique intéressante (création de reliefs dans le bâtiment) et peut être utilisée en tant qu’énergie thermique. Par contre, le rayonnement solaire direct est souvent une source d’éblouissement et parfois de surchauffe du bâtiment. De plus, sa disponibilité est épisodique et dépend de l’orientation des ouvertures.

La lumière diffuse du ciel est disponible dans toutes les directions. Elle suscite peu d’éblouissement, ne provoque pas de surchauffe, mais elle peut être insuffisante dans de nombreux cas. En outre, elle crée peu d’ombres et de très faibles contrastes. Une lumière diffuse est donc idéale pour des locaux de travail où il est important d’avoir un éclairage constant, sans source d’éblouissement. La lumière du nord est assurément une lumière diffuse (depuis toujours exploitée dans les ateliers d’artistes). Mais il est possible de valoriser également la lumière directe venant des autres orientations, pour autant qu’une protection masque le disque solaire ou qu’un rideau intérieur diffuse la lumière incidente.

L’influence de l’environnement

Lors de la conception d’un bâtiment, il est donc important de mesurer l’impact de l’environnement existant sur le nouvel édifice afin de profiter au mieux des possibilités offertes par le terrain pour capter la lumière.

Le relief du terrain, les constructions voisines, … peuvent modifier fortement l’apport.

L’effet de rue est caractérisé par le masque solaire que créent les bâtiments situés de l’autre côté de la rue. Il dépend de la hauteur de ces constructions et de la distance qui sépare les deux côtés de la rue.

Des surfaces réfléchissantes placées au sol telles qu’un dallage brillant ou un plan d’eau peuvent contribuer à capter davantage de lumière. Ainsi, l’eau, en réfléchissant le ciel et l’environnement, intensifie l’impression lumineuse d’un lieu.

Mais la présence d’un bâtiment voisin équipé de vitrages réfléchissants, précisément pour se protéger de l’ensoleillement, risque de provoquer un éblouissement excessif des occupants.

Des éléments liés au bâtiment lui-même, tel que des murs de refends, des surplombs, des light shelves, … peuvent aussi provoquer un ombrage en fonction de leur taille, de leur réflectivité et de leur orientation.

La végétation se distingue des autres écrans parce qu’elle peut être saisonnière, ce qui est le cas des arbres à feuilles caduques, et que par ailleurs elle ne possède qu’une opacité partielle. Elle se contente de filtrer la radiation lumineuse plutôt que de l’arrêter.

Sélectionner la fenêtre comme espace capteur de lumière

Pour quels locaux ?

A priori, tous les locaux devraient disposer d’un éclairage naturel (sauf archives et locaux techniques). On peut parler de nécessité pour les « locaux de vie » (où les occupants séjournent plusieurs heures par jour) et de souhait pour les sanitaires et les circulations (où les occupants ne font que passer).

Voici deux couloirs du même bâtiment, avec les mêmes orientations.
Dans le premier cas, l’architecte a introduit une dissymétrie dans la distribution des locaux, et des ouvertures vers l’extérieur pour introduire de la lumière naturelle.
Faut-il préciser que la première mise en œuvre est plus chère ?..
On parle ici de qualité de l’ambiance intérieure dans un lieu de travail.

Ouverture latérale ou zénithale ?

Ouverture latérale et ouverture zénithale.

Au niveau de l’apport de lumière naturelle, une ouverture zénithale s’ouvre sur la totalité de la voûte céleste. Elle induit une meilleure pénétration de lumière, particulièrement par temps nuageux. La distribution lumineuse obtenue par une ouverture zénithale est aussi beaucoup plus homogène que celle produite par une fenêtre latérale. De plus, la lumière entre dans les locaux par le plafond, ce qui limite a priori les phénomènes d’éblouissement. L’éclairage zénithal convient spécialement à la pénétration de la lumière naturelle dans les bâtiments bas et profonds.

Distribution de lumière très homogène,
mais défavorable à la perception du relief.

Mise en évidence du relief par l’éclairage latéral,
malgré un couloir rectiligne.

Par contre, la lumière latérale est favorable à la perception du relief. L’entretien est également plus facile que pour une ouverture zénithale. De plus, le bilan thermique est en faveur d’une ouverture verticale. En été, les apports peuvent être limités (particulièrement au sud, via une « casquette » architecturale).

Tandis que les apports d’été sont toujours excédentaires au niveau d’une ouverture en toiture.

Seule solution : la décapotable ! Si la coupole ou la verrière peut être largement ouverte en été, le problème peut être résolu. Reste la gestion de la pluie et du vent…

Quelle orientation de la fenêtre latérale ?

Les pièces orientées au nord bénéficient toute l’année d’une lumière égale et du rayonnement solaire diffus. Il est judicieux de placer des ouvertures vers le nord lorsque le local nécessite une lumière homogène, peu variable ou diffuse, et lorsque les apports internes sont élevés.

Les pièces orientées à l’est profitent du soleil le matin, mais le rayonnement solaire est alors difficile à maîtriser, car les rayons sont bas sur l’horizon. L’exposition solaire y est faible en hiver, mais elle permet d’apporter des gains solaires au moment où le bâtiment en a le plus besoin. Par contre, en été, l’orientation est présente une exposition solaire supérieure à l’orientation sud, ce qui est peu intéressant.

Une orientation ouest présente un risque réel d’éblouissement et les gains solaires ont tendance à induire des surchauffes. En effet, les vitrages tournés vers l’ouest apportent des gains solaires l’après-midi, au moment où le bâtiment est depuis longtemps en régime.

Une orientation sud entraîne un éclairement important. De plus, les pièces orientées au sud bénéficient d’une lumière plus facile à contrôler. En effet, en hiver, le soleil bas (environ 17°) pénètre profondément dans le bâtiment, tandis qu’en été, la hauteur solaire est plus élevée (60°) et la pénétration du soleil est donc moins profonde. En été, les apports solaires sur une surface verticale sont également nettement inférieurs au sud qu’à l’est ou à l’ouest, car ils sont diminués par un facteur égal au cosinus de l’angle d’incidence.

Les dimensions de l’ouverture

On peut quantifier l’apport de lumière naturelle dans un local par le facteur de lumière du jour (FLJ). Exprimé en %, il exprime le rapport entre l’éclairement intérieur sur le plan de travail dans le local, et l’éclairement extérieur sur le plan horizontal, en site dégagé, par ciel couvert.

Plus le facteur de lumière du jour est élevé, plus le temps d’utilisation des locaux avec la lumière naturelle est élevé, limitant ainsi la consommation d’éclairage artificiel.

Un objectif raisonnable est d’arriver à un temps d’utilisation de l’éclairage naturel d’au moins 60 %. Ceci entraîne un facteur de lumière du jour de 2,5 (exigence de 300 lux) à 4 % (exigence de 500 lux) dans les locaux de vie, et de 1,5 % dans les circulations et sanitaires (exigence de 100 lux).

Une méthode approchée permet d’évaluer le Facteur de Lumière du Jour moyen d’un local donné, en fonction de sa surface vitrée.

L’emplacement de l’ouverture

Bien sûr, plus la surface est importante, plus l’éclairage naturel est élevé. Mais on sait que les apports solaires augmenteront eux aussi et donc le risque de surchauffe du local. Il nous faut donc optimiser l’efficacité lumineuse de la fenêtre.

Pour évaluer l’influence de l’emplacement de la fenêtre sur la répartition de la lumière dans un local, nous comparons trois fenêtres identiques, situées à 3 hauteurs différentes.

Plus la fenêtre est élevée, mieux le fond du local est éclairé et plus la zone éclairée naturellement est profonde. Si le fond du local (situé à 7 m de la façade dans notre test) reçoit une valeur de référence 100 pour la fenêtre basse, il recevra 128 pour la fenêtre à mi-hauteur et 143 pour la fenêtre haute.

A surface égale, l’efficacité lumineuse d’une fenêtre est donc maximale au niveau d’un bandeau horizontal, situé en partie supérieure de la paroi.

Une telle fenêtre en hauteur procure les avantages suivants :

  • Une répartition très uniforme de la lumière dans l’espace ainsi qu’un bon éclairage du fond du local.

 

  • Une source de lumière au-dessus de la ligne de vision, ce qui réduit les risques d’éblouissement direct.

Cependant, le seuil se trouve au-dessus du niveau de l’oeil, la vue sur l’extérieur est impossible. La fenêtre ne peut jouer son rôle de lien entre un local et son environnement. De plus, une zone d’ombre est formée à proximité du mur de fenêtre. En général, il est préférable de coupler une telle fenêtre avec une fenêtre classique, équipée de protections solaires.

Pour maximiser les apports de lumière naturelle, on peut également interrompre un faux plafond à proximité de la fenêtre pour favoriser la pénétration de la lumière naturelle par cette ouverture. Ce procédé est connu sous le nom de « plafond biaisé ».

De cette étude, on peut déduire une autre conclusion très intéressante : c’est la zone inférieure d’une fenêtre qui est la moins efficace en matière d’éclairage naturel. La présence d’une allège opaque est donc thermiquement préférable (présence d’une isolation pour diminuer les pertes en hiver et opacité vis-à-vis des apports solaires).

La forme de la fenêtre

Analysons l’influence de la forme de la fenêtre en comparant la répartition lumineuse fournie par trois fenêtres de proportions différentes, pour une surface vitrée identique et une hauteur de l’allège constante.

Lorsque la largeur de la fenêtre diminue, la répartition devient moins uniforme, bien que l’éclairement moyen soit pratiquement le même dans les trois cas étudiés. Par contre, l’éclairement du fond du local augmente avec la hauteur de la fenêtre. Pour une même surface vitrée, une fenêtre haute éclaire davantage en profondeur. L’idéal réside donc dans une fenêtre horizontale, mais dont le linteau est élevé. En première approximation, une pièce est convenablement éclairée jusqu’à une profondeur de 2 à 2,5 fois la hauteur du linteau de la fenêtre par rapport au plancher.

Analysons l’influence de la répartition des ouvertures dans une façade : comparons la grande fenêtre centrée et deux fenêtres plus petites, placées symétriquement.

Dans les deux cas, les fenêtres ont une superficie vitrée totale identique et la même hauteur; leur allège est située au même niveau par rapport au sol. La moyenne des éclairements varie peu, mais la répartition de la lumière dans la partie du local avoisinant les fenêtres est différente. Dans le cas de deux fenêtres séparées, une zone d’ombre apparaît entre celles-ci, ce qui peut créer des problèmes de confort visuel pour les occupants.

Le type de châssis

Le type et la taille du châssis modifient la vue vers l’extérieur et la quantité de lumière admise dans un édifice.

Le châssis fixe sera sans conteste le plus mince mais il empêche le plaisir du contact direct avec l’air extérieur…

Le matériau utilisé pour le châssis détermine également son encombrement : en général, un châssis en bois est plus mince qu’un cadre en aluminium à coupure thermique. Les châssis en PVC sont les plus larges.

Mais les innovations récentes permettent de plus en plus de diminuer l’impact visuel des châssis et d’augmenter ainsi la quantité de lumière captée.

Cafétéria dans un lycée.

Valoriser l’éclairage naturel capté

Les dimensions du local

La profondeur du local ne devra pas dépasser le double de la hauteur du linteau de la fenêtre, puisque l’intensité de la lumière naturelle décroît très rapidement en fonction de l’éloignement de la fenêtre.

Ainsi, la profondeur des bureaux devrait être limitée à 6 mètres.

À noter qu’une variation de la hauteur sous plafond (pour une même baie vitrée et une surface de plancher identique) induit une très faible différence dans la répartition lumineuse du local. Le niveau d’éclairement est cependant un petit peu plus élevé dans les pièces ayant un plafond plus bas.

La réflexion sur les parois

La nature et la couleur des surfaces intérieures influencent directement l’éclairage naturel dû aux réflexions intérieures. Une bonne distribution de la lumière nécessite des parois et du mobilier de couleurs claires.

L’importance de la clarté des surfaces est due à un double effet

  • les facteurs de réflexion plus élevés permettent à la lumière d’être davantage réfléchie.

 

  • l’œil humain analyse des niveaux de luminance : sous les mêmes conditions d’éclairage, une surface claire est donc subjectivement perçue comme mieux éclairée qu’une surface foncée.

On peut dire que si le facteur de réflexion moyen des murs d’un volume quelconque est inférieur à 50 %, la lumière pénétrera difficilement en profondeur dans cet espace. Or la plupart des matériaux architecturaux ont de faibles facteurs de réflexion. Un plancher clair peut avoir un facteur de réflexion de 30 %, mais pas beaucoup plus, ce qui est nettement plus bas que les murs (~ 50 % ) et que les plafonds (~ 70 %).

Dès lors, pour favoriser la pénétration de la lumière dans un local, on adoptera un revêtement du sol et du mobilier relativement clair, possédant donc un facteur de réflexion élevé. De plus, la clarté des tables de travail s’avère un élément favorable au confort visuel dans la mesure où la réduction du contraste entre le papier et le support de la table induit une diminution des efforts d’accommodation que l’œil doit effectuer à chacun de ses mouvements.

En revanche, les sols sont souvent de couleur relativement sombre afin de faciliter leur entretien. Il faut donc envisager un compromis susceptible de satisfaire simultanément les exigences de confort et de maintenance.

Comme le plafond ne reçoit la lumière naturelle que de manière indirecte, son influence sur la répartition de la lumière est relativement faible. En revanche, lorsqu’un dispositif de distribution lumineuse dévie la lumière vers le haut, par exemple à l’aide d’un  light shelf, le plafond reçoit une grande quantité de lumière qu’il doit répartir dans toute la pièce; le facteur de réflexion de cette surface doit alors être élevé (> 70 %), valeur correspondant à celle du plâtre blanc propre.

Lorsque les matériaux de revêtement présentent une certaine brillance, la lumière arrive plus facilement en fond de pièce.

En contrepartie, les surfaces en question acquièrent une luminance élevée et peuvent donc devenir des sources d’éblouissement.

De manière générale, les surfaces brillantes sont donc à conseiller comme moyen de transmission de la lumière naturelle, mais elles sont à éviter dans les locaux de travail, dans la mesure où les activités (lecture, écriture,…) peuvent être perturbées lorsque l’environnement lumineux est fort contrasté.

Distribuer l’éclairage dans les locaux

L’inconvénient de la lumière naturelle par rapport à la lumière artificielle réside dans la grande inhomogénéité des éclairements qu’elle induit. La répartition de la lumière représente donc un facteur clef pour assurer un éclairage de qualité.

Un éclairage naturel direct engendre des risques importants d’éblouissement et entraîne une répartition des luminances très irrégulière dans le local.

L’éclairage naturel indirect utilise les réflexions des rayons lumineux sur une paroi pour obtenir une distribution lumineuse plus homogène. Cependant, le niveau d’éclairement assuré dépend fortement du coefficient de réflexion de la paroi et donc de sa maintenance régulière.

Le Kimbell Art Museum, conçu par L. Kahn, renferme un exemple d’éclairage naturel indirect fabuleux.

De longs plafonds cylindriques laissent pénétrer la lumière naturelle en leur centre grâce à un système filtrant et réfléchissant, qui redirige la lumière solaire éclatante du Texas sur les voûtes du musée.

L’aménagement des parois intérieures

La distribution de l’éclairage dépend aussi de l’organisation des espaces intérieurs. Utiliser des cloisons transparentes ou translucides permet à la lumière de se répandre dans les deux pièces séparées par la surface vitrée. À l’intérieur d’un bâtiment, l’architecte est tributaire des effets de lumière qui se créent : il dote les espaces intérieurs de l’atmosphère désirée par une disposition étudiée des ouvertures et des obstacles à la lumière. Par exemple, un local disposé à l’est peut, par le truchement des baies intérieures, recevoir un peu de lumière de l’ouest.

Dans un long couloir, la présence de fenêtres translucides donne un relief agréable et permet d’éviter l’éclairage artificiel (bandes verticales à côté des portes ou impostes au-dessus des portes).

Les meubles sont parfois de réels obstacles qui empêchent la transmission de la lumière vers certaines parties de la pièce. Il est donc essentiel de réfléchir au type de meubles, ainsi qu’à leur emplacement, de manière à favoriser la pénétration de la lumière naturelle.

Ces deux modes d’éclairage peuvent aussi être combinés pour créer un éclairage direct/indirect, alliant une ouverture directe à la lumière naturelle à un système d’éclairage indirect. Un exemple de ce type d’éclairage est une façade qui unit une fenêtre normale et un light shelf. Ce mode d’éclairage possède, en général, les avantages de l’éclairage indirect, mais la partie directe permet en plus de créer des ombres, qui mettent en valeur le relief des objets. D’autre part, la maintenance des coefficients de réflexion des parois est un peu moins critique vu qu’une partie de l’éclairage entre de manière directe dans l’espace.

Gérer l’éclairage artificiel en fonction de l’éclairage naturel

Force est de constater que les occupants d’un bâtiment tertiaire sont peu motivés à éteindre leurs luminaires, même si l’éclairage naturel est suffisant. De plus, la modulation ON-OFF n’est pas souple et provoque un choc psychologique lors de l’extinction.

      

Par exemple, il est possible aujourd’hui de placer une cellule sensible à l’intensité lumineuse en dessous du luminaire. Si, en présence de soleil, celle-ci dépasse les 500 Lux souhaités, l’alimentation électrique du luminaire est automatiquement réduite. Sans que l’occupant ne s’en rende compte, l’éclairage naturel est directement valorisé. C’est « la vanne thermostatique » du luminaire !

Concevoir

 Pour plus d’informations sur la mise en place d’une technique de gestion de l’éclairage artificiel.

Renforcer l’éclairage naturel à l’intérieur du bâtiment

Le puits de lumière

Certaines zones centrales dans un bâtiment n’ont pas d’accès direct à la lumière du jour. Dès lors, un conduit de lumière, passant à travers différentes pièces, permet de répandre la lumière naturelle captée en toiture ou en façade dans ces locaux aveugles.

Signalons toutefois que les puits de lumière risquent d’occuper un assez grand volume dans le bâtiment. Leur surface interne doit être d’autant plus réfléchissante que la lumière naturelle doit être amenée profondément dans le bâtiment. Pour limiter au maximum les pertes par absorption, il faut utiliser des matériaux très performants au niveau photométrique.

Architecte : M. Botta.

Utilisation du verre
dans des éléments de sol ou d’escalier.

Si le puits de lumière prend de plus larges dimensions, on parle d’atrium. Sa gestion thermique est souvent difficile (refroidissement par la surface vitrée en hiver, surchauffe par l’excès d’apports solaires en été). Un équilibre dans le degré d’ouverture doit donc être trouvé pour favoriser l’éclairage des pièces centrales, tout en évitant un déséquilibre thermique … coûteux en climatisation !

   

Exemple d’un atrium bien dimensionné.

Au Lycée Vinci de Calais, une dynamique est donnée par les 3 ouvertures : bandeau lumineux sur toute la longueur, coupole en toiture, pignons vitrés aux deux extrémités.

Si toute la toiture avait été ouverte, l’énergie incidente aurait entraîné des surchauffes en été.

Le conduit solaire

Un conduit solaire transmet la lumière solaire directe au cœur même du bâtiment. Le rayonnement solaire est capté au moyen d’un système de miroirs et de lentilles ou de capteurs paraboliques, éléments qui se meuvent en fonction de la trajectoire du soleil. La transmission du rayonnement solaire se fait par des systèmes de miroirs, de lentilles, de prismes réflecteurs, de fibres optiques, de baguettes acryliques, de fluides de cristaux liquides ou des conduits creux, dont les faces intérieures sont recouvertes de métaux polis. Les faisceaux lumineux ainsi obtenus peuvent alors être dirigés sur une surface précise ou diffusés dans l’espace.

Ce conduit, beaucoup moins volumineux qu’un puits de lumière, peut facilement atteindre une longueur de 15  mètres. Il est parfois associé à un puits de lumière.

Le conduit solaire apporte un flux lumineux nettement plus important et plus concentré que le puits de lumière. Cependant, tous ces systèmes de gestion du rayonnement solaire direct sont relativement chers à installer et s’appliquent donc plus particulièrement aux régions fortement ensoleillées.

Le « light shelf »

Un light shelf est un auvent, dont la surface supérieure est réfléchissante.

L’objectif est double

  1. Rediriger la lumière naturelle vers le plafond, ce qui permet de faire pénétrer la lumière profondément dans la pièce.
  2. Protéger l’occupant des pénétrations directes du soleil (éblouissement et rayonnement direct).

La surface du light shelf doit être aussi réfléchissante que possible, mais peut-être mate, brillante ou spéculaire. Une surface spéculaire renvoie théoriquement plus de lumière, mais il faut pour cela qu’elle soit nettoyée très régulièrement, ce qui n’est pas toujours aisé. En pratique, un light shelf brillant (semi-spéculaire) est sans doute le meilleur choix.

La couleur du plafond doit être aussi claire que possible, car il joue le rôle de distributeur de la lumière naturelle réfléchie par le light shelf. Sa pente a également de l’importance : un plafond incliné vers le fond du local ou de forme arrondie incurvée vers l’intérieur de l’espace augmentera fortement la profondeur de pénétration de la lumière dans le local.

Architecte : Michael Hopkins and Partners.

Dans nos régions, il est surtout applicable pour des locaux profonds d’orientation sud. Ses performances sont fortement réduites pour des orientations est et ouest, pour lesquelles le rayonnement solaire a un angle d’incidence plus faible.

De manière relative, plus le local est sombre, plus l’apport d’un light shelf peut être intéressant. Si la composante réfléchie interne est déjà grande dans un local, le même système sera proportionnellement moins efficace. L’emploi d’un light shelf en rénovation sera particulièrement profitable dans les pièces dont les murs ont des coefficients de réflexion faibles et un mobilier foncé (à noter qu’il sera moins cher de commencer par repeindre les murs !).

Le choix de la meilleure configuration de light shelf résulte d’un équilibre entre les demandes d’éclairage naturel et les besoins d’ombrage d’un local.

Un light shelf est habituellement situé à environ deux mètres de hauteur, divisant la fenêtre de façade en deux parties. Sa position dépend de la configuration de la pièce, du niveau des yeux et de la hauteur sous plafond pour permettre une vue vers l’extérieur et ne pas causer d’éblouissement. Une position basse augmente la quantité de lumière réfléchie vers le plafond … mais accroît les risques d’éblouissement.

L’augmentation de la profondeur du light shelf limite l’éblouissement, mais diminue aussi la pénétration de la lumière et la vue vers l’extérieur. Le light shelf, affectant la conception architecturale et structurelle d’un édifice, est de préférence introduit au début de la phase de conception puisqu’il nécessite un plafond relativement haut pour être efficace.

Les light shelves horizontaux sont un bon compromis entre une inclinaison du système vers le centre de la pièce ou vers l’extérieur. Tournée vers l’extérieur, le light shelf crée un plus grand ombrage, mais tournée vers l’intérieur il éclaire mieux le fond de la pièce.

On peut classer un light shelf selon sa position : intérieur, extérieur ou combiné.

Ainsi que le montre les simulations de l’éclairage d’un local, sans et avec light shelf,

  • Le light shelf extérieur donne les meilleurs résultats du point de vue du niveau d’éclairement en fond de pièce, tout en ombrant la grande fenêtre.

 

  • Placé à l’intérieur, il réduit le niveau d’éclairement moyen du local, mais offre toutefois un ombrage pour la partie supérieure du vitrage.

 

  • Enfin, le light shelf combiné assure la distribution lumineuse la plus uniforme dans le local; il se révèle également la meilleure protection solaire.
Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 29 Oct, 2007

Choisir la fenêtre comme capteur d’énergie solaire [Les fenêtres]

L’architecture participe à la juste captation des apports solaires, plus recherchés pour leur lumière que pour leur chaleur dans un immeuble tertiaire.

L’immeuble tertiaire se distingue de l’immeuble domestique

Les besoins thermiques d’un immeuble tertiaire (bureaux, écoles, …) sont très différents de ceux d’un bâtiment domestique.

Bâtiment tertiaire Bâtiment domestique

En hiver
Des apports internes élevés sont apportés par les occupants, par l’éclairage et les appareils de bureautique. Les apports internes sont limités, exceptés dans la cuisine.
Le profil de demande de chaleur est essentiellement concentré sur la relance du matin, avant l’arrivée des occupants.

Lorsque le soleil arrive, le bâtiment est déjà chaud, particulièrement pour les locaux orientés à l’Ouest (soleil l’après-midi).

Dans une classe d’école par exemple, il n’est plus nécessaire de chauffer lorsque les élèves sont présents (nous parlons bien ici d’un nouveau bâtiment bien isolé).

 Le profil de demande de chaleur est variable suivant l’occupation, mais il est marqué par une demande qui se prolonge en soirée, après le coucher du soleil.

Un des objectifs sera de stocker la chaleur solaire de la journée dans les parois, pour lisser la pointe de température en journée et libérer la chaleur en soirée.

En été
L’exigence de confort est importante afin d’améliorer la productivité des occupants. L’occupant accepte plus facilement un inconfort temporaire et attend la fraîcheur de la soirée.

Il peut facilement adapter sa tenue vestimentaire et son activité.
L’environnement extérieur ne permet pas toujours une ouverture des fenêtres (bruit, air pollué, …) Généralement, l’environnement permet plus facilement l’ouverture des fenêtres.

Conclusions

En hiver, le profil de demande thermique d’un immeuble tertiaire est peu en coïncidence avec le profil de l’apport solaire, surtout pour les immeubles de bureaux dont les apports internes sont élevés.

Le profil de demande de chaleur est essentiellement concentré sur la relance du matin, avant l’arrivée des occupants.

En été, , et de plus en plus en mi-saison, la sensibilité du bâtiment et des occupants au risque de surchauffe est élevée.

Quelle place pour les apports solaires de chauffage ?

De ce qui est dit ci-dessus, et des conséquences de l’isolation des bâtiments sur le profil de demande, on déduit que les apports solaires sont peu recherchés pour leur appoint en chauffage dans un nouveau bâtiment bien isolé et avec des apports internes moyens ou élevés (immeubles de bureaux, par exemple).

Concrétisons par un exemple

Voici les résultats d’une simulation réalisée sur un immeuble de bureau-type.

Ramenons à 100 la demande en chaud et en froid de l’immeuble dans sa version de base (50 % de vitrage) et analysons l’impact d’une modification de la surface vitrée :

Pourcentage
de vitrages		 Demande
de chauffage		 Demande
de refroidissement
0 % 77 80
50 % 100 100
70 % 110 108

Il apparaît :

  • que l’augmentation globale de la surface vitrée augmente les déperditions en hiver,
  • que l’apport solaire ne compense pas ces déperditions,
  • que la demande de refroidissement est logiquement en hausse en été.

Avec les modes constructifs actuels, le bâtiment qui aurait le moins besoin de chauffage et refroidissement est celui que n’aurait pas d’ouvertures !

À noter que cette évolution est identique quelle que soit l’orientation du local :

Local Nord Local Sud
Pourcentage
de vitrages		 Demande de chauffage Demande
de refroidissement		 Demande de chauffage Demande
de refroidissement
0 % 84 73 71 84
50 % 103 79 90 120
70 % 116 81 103 134

La valeur 100 correspond à la demande moyenne des locaux, avec 50 % de vitrages.

A noter :

  • L’importance de la demande de refroidissement dans les locaux au Nord, demande essentiellement liée à la présence des apports internes.
  • Une simulation des locaux avec des apports internes faibles présente la même tendance à l’augmentation des consommations avec l’augmentation de la surface vitrée.
  • Le placement de vitrages réfléchissants au Sud génère une diminution de la demande de refroidissement nettement plus forte que l’augmentation de la consommation de chauffage.

Constats (essentiellement pour des immeubles de bureaux)

  • L’idéal thermique restera toujours le vitrage clair équipé d’un store extérieur mobile : la chaleur solaire est captée si nécessaire et le store est abaissé le reste du temps. Toutefois, la convivialité intérieure et l’apport lumineux lorsque les stores sont abaissés laissent à désirer…

 

  • Dans un bâtiment tertiaire vérifiant la réglementation thermique en matière d’isolation et disposant d’apports internes normaux (> 25 W/m²), il y a peu intérêt à capter l’énergie solaire pour diminuer les besoins de chauffage et beaucoup de risque de surchauffe et d’éblouissement.

 

  • Par réalisme, le critère thermique impose une limitation des espaces vitrés dans un bâtiment tertiaire, quelle que soit son orientation; ouvrir la façade « du sol au plafond », c’est créer un problème et devoir user d’artifices coûteux pour gérer l’excédent solaire. Et finalement, c’est nier toute architecture d’une façade, comme succession de pleins et de vides…

 

  • Le pourcentage de vitrage à choisir est essentiellement fonction des besoins d’éclairage naturel et de convivialité recherchée dans le bâtiment.

 

  • Idéalement, les surfaces vitrées seront choisies avec un faible coefficient de transmission thermique pour limiter les pertes en hiver et équipées d’une protection solaire en été. Toutefois, vu la difficulté d’une bonne gestion des protections solaires et le coût des protections automatisées, il est possible également de sélectionner des vitrages avec un faible facteur solaire (FS = 0,4 au maximum) et un bon rendu lumineux (FL = 0,7).

Conclusions : quel pourcentage d’ouverture de la façade ?

Si l’on ne prend en compte que le seul critère thermique, et si une protection solaire très efficace n’est pas prévue, une limitation des espaces vitrés s’impose dans un bâtiment tertiaire bien isolé, quelle que soit son orientation.

Le pourcentage de vitrage à choisir de prime abord pourra généralement être compris entre 30 et 45 % de la surface de façade, cette fourchette variera essentiellement fonction :

  • du rapport au contexte dans lequel le bâtiment s’inscrit,
  • du besoin d’éclairage naturel,
  • du souhait de contacts visuels avec l’extérieur,
  • de la recherche de repères visuels dans le bâtiment.

Voici deux couloirs du même bâtiment, avec les mêmes orientations.
Simplement, dans le premier cas, l’architecte a introduit une ouverture vers l’extérieur pour introduire de la lumière naturelle…
C’est ce qui fait la qualité de l’ambiance intérieure.

A la limite, on peut comprendre une compagnie d’assurance anglaise, qui, vu les apports internes très élevés, a décidé de s’ouvrir principalement au Nord, réservant au Sud l’emplacement de la cafétéria.

Vue des espaces vitrés côté nord.

Remarque importante.

Dans nos conclusions, le vitrage apparaît mal adapté comme capteur d’énergie solaire dans les bâtiments tertiaires. Par contre, et tout particulièrement lorsque le bâtiment présente des besoins d’air neuf élevés (laboratoires, salles de conférence, salles de réunion,…), il est utile d’étudier la valorisation de l’apport solaire pour le préchauffage de l’air neuf. Le principe est alors de placer la prise d’air neuf dans un espace qui par lui-même récupère la chaleur solaire ou la chaleur du bâtiment. On pense tout particulièrement ici à un système de type « double-peaux », mais l’atrium ou le puits canadien sont d’autres manières d’appliquer ce principe.

Une très grande sensibilité aux apports internes

Le résultat des simulations thermiques est très variable en fonction d’un paramètre : la charge interne.

Un bâtiment actuel est souvent à l’équilibre entre ses pertes thermiques et ses apports internes. S’il faut chauffer par période de gel, et refroidir en période de canicule, entre ces 2 extrêmes il existe une large plage où le bâtiment est proche de l’équilibre thermique : les résultats seront alors fonction des hypothèses choisies.

Exemple.

Reprenons l’analyse d’

un immeuble de bureau-type.

Si 100 est la demande en chaud et en froid de l’immeuble dans sa version de base (50 % de vitrage-apports internes moyens), analysons l’impact d’une modification des apports internes :

Apports
internes		 Demande
de chauffage		 Demande
de refroidissement
– 50 % 146 52
moyens 100 100
+ 50 % 23 226

Exemple de diagramme énergétique établi pour cet immeuble de bureaux :

Face à une telle sensibilité, il apparaît

  • Qu’une analyse des besoins thermiques spécifique au bâtiment et à son utilisation (simulation dynamique) est indispensable pour une conception correcte du bâtiment et de ses équipements.
  • Que face à l’incertitude sur le fonctionnement réel du bâtiment (demain et après-demain), même si le refroidissement naturel du bâtiment est recommandé en priorité, l’adjonction éventuelle future d’un système mécanique de refroidissement doit être étudiée dès le début d’un projet d’immeuble de bureaux.

Exemple de situation dont les occupants se plaignent :

Une grande baie vitrée orientée au sud, une faible inertie (tapis et plafond acoustique)… … et la présence de nombreux PC génère de la surchauffe en été.

Une sensibilité aux masques solaires

Toutes les conclusions tirées ci-dessus sont en partie dépendantes de la présence d’un masque solaire éventuellement créé par les bâtiments voisins.

Par exemple, le bilan énergétique du dernier étage est sensiblement différent de celui du rez-de-chaussée.

On peut donc imaginer que le choix du vitrage puisse évoluer en fonction de l’étage.

L’influence de l’orientation de la façade

Lorsque l’apport solaire est recherché (bâtiment avec faibles apports internes), il est important de sélectionner une surface vitrée dont l’efficacité est maximale : capter un maximum d’énergie en hiver et un minimum en été.

Gains solaires par ciel serein en Belgique,
à travers un double vitrage.

(La lettre indique l’orientation et le nombre est l’inclinaison. Les orientations ouest et sud-ouest correspondent approximativement aux orientations est et sud-est.)

À première vue, la surface vitrée verticale orientée au sud (= S 90) paraît très intéressante, puisque plus d’apports en mi-saison qu’en été.

À l’opposé, on trouve la surface horizontale (coupole en toiture) dont la spécificité est de capter très peu d’énergie en hiver et de provoquer de la surchauffe en été.

Les surfaces à l’est et à l’ouest (= E 90) présentent également un bilan contraire à l’évolution des besoins du bâtiment.

Par contre, si la façade ne comporte pas de masques, un bâtiment de bureaux avec des apports internes moyens ou élevés sera en surchauffe très rapidement, dès l’arrivée du soleil.

Dans ce cas, l’apport solaire total étant plus important au Sud, c’est cette orientation qui sera la plus défavorable en matière de refroidissement annuel (malgré une légère diminution des consommations d’hiver).

C’est ce que montre notre exemple de

bureau-type :

Local Ouest Local Sud
Pourcentage
de vitrages		 Demande de chauffage Demande
de refroidissement		 Demande de chauffage Demande
de refroidissement
50 % 103 104 90 120

La valeur 100 correspond à la demande moyenne des locaux, avec 50 % de vitrages.

Exemple de protection architecturale très efficace sur une façade Sud… et qui participe à l’architecture de la façade !

Mais l’avantage de la façade au Sud est de profiter d’un soleil très haut sur l’horizon. Les auvents créés par l’architecture de la façade formeront une protection solaire efficace.

Au contraire, les protections architecturales ne sont pas efficaces à l’Est et à l’Ouest : le soleil est trop bas sur l’horizon pour être arrêté par le masque architectural.

Un éblouissement important en résulte.

Seuls des stores sont possibles, mais le coût et la maintenance en sont élevés.

Conclusions

Partons d’un bâtiment rectangulaire dont on se poserait la question : quelles orientations des façades des grands côtés du rectangle ?

1° Sans protections solaires, le choix de l’orientation d’un bâtiment est à faible impact énergétique : la consommation totale (chaud + froid) plus importante au Sud est compensée par une consommation totale plus faible au Nord.

Il est préférable :

  • Soit de privilégier l’ouverture au nord pour favoriser l’éclairage naturel (et de limiter les espaces vitrés au sud et à l’ouest),

 

  • Soit de placer pour les orientations sud, est et ouest, des vitrages réfléchissant le rayonnement solaire toute l’année. Il existe des vitrages qui ne laissent passer que 40 % de l’énergie solaire thermique, tout en laissant passer 70 % de la lumière.

2° Si des protections solaires sont prévues, les grands côtés Nord et Sud sont plus faciles à gérer : une protection architecturale fixe est très efficace au Sud et ne nécessite que peu d’entretien.

Par contre, les grands côtés est et ouest demanderaient des protections mobiles pour limiter les apports de chaleur et l’éblouissement des occupants. C’est plus coûteux, mais cela peut induire plus de vie dans le bâtiment, car la lumière est toujours présente dans les locaux.

En simplifiant, on pourrait dire que dans des locaux d’hébergement, on privilégierait les côtés est et ouest avec protections solaires, et que dans les immeubles de bureaux, on choisirait les façades nord et sud, avec avancées architecturales.

L’influence de l’inclinaison du vitrage

Ce diagramme montre évolution de l’énergie captée par une surface orientée au Sud en fonction de l’inclinaison.

Conclusions

On limitera les surfaces vitrées horizontales (coupole, toiture d’atrium, …) aux seuls besoins d’éclairage naturel des locaux situés au dessous.

Dans l’immeuble ci-contre, il paraît énergétiquement peu opportun de créer une telle surface de captation. Elle risque d’entraîner soit une surchauffe élevée, soit une consommation d’énergie frigorifique importante

concevoir

 Pour plus d’informations sur le choix des vitrages.

Quelle protection contre les apports solaires d’été ?

Dans un bâtiment bien isolé et avec des apports internes élevés, la limitation des surchauffes devient une priorité du concepteur, dès le stade de l’esquisse.

La meilleure protection solaire… c’est une surface de vitrage limitée !

La façade est aujourd’hui libérée de la fonction de portance. Elle ne doit plus remplir qu’une fonction d’enveloppe. La mode est à « la transparence », à l’ouverture des façades du sol au plafond… Or la zone inférieure d’une fenêtre est très peu efficace en matière d’éclairage naturel. La présence d’une allège opaque est donc thermiquement préférable (présence d’une isolation pour diminuer les pertes en hiver et opacité vis-à-vis des apports solaires en été).

Cette transparence totale de la façade va générer une sensibilité très forte à la surchauffe (les agriculteurs en sont bien conscients dans leur serre…). D’où la mise en place de doubles façades coûteuses, … pour gérer le problème que l’on a créé !

Double peau globale et double peau par étage.

En hiver, l’intérêt est réel grâce au préchauffage possible de l’air neuf et à la diminution des déperditions de la paroi vitrée. Mais en période de refroidissement, un store doit être placé dans la lame d’air et la double peau peut devenir alors une contrainte pour éliminer la chaleur emprisonnée (par rapport à un simple store extérieur).

Cette technique semble à réserver aux bâtiments nécessitant un apport d’air neuf fort élevé, pour lesquels la double-peau constitue un moyen de préchauffer l’air.

Les surcoûts sont importants et, sans vouloir tirer ici des conclusions trop rapides, on est en droit de se poser la question si ce budget ne serait pas mieux utilisé dans d’autres améliorations énergétiques, plus efficaces et plus simples à gérer dans le temps ? À titre d’exemple, un récupérateur de chaleur sur l’air extrait apporte lui aussi une possibilité de préchauffer l’air neuf, mais avec un coût d’installation incomparable…

Aula Magna de Louvain La Neuve.

Détail de la double peau,  qui n’est pas en communication avec l’ambiance intérieure.

La présence d’une protection solaire

On ne peut imaginer la conception d’un immeuble, climatisé ou non, sans l’organisation d’une protection solaire efficace.

Dans un bâtiment climatisé, elle permet une diminution drastique des coûts d’exploitation. Dans les autres, elle limite le risque de surchauffe.

Dans les deux cas, elle permet de gérer l’éblouissement, tout particulièrement pour faciliter le travail sur ordinateur. Des stores intérieurs compléteront utilement le dispositif.

Les éléments architecturaux (balcons, débords de toiture, décrochements, …) sont particulièrement efficaces au Sud puisque le soleil est alors haut sur l’horizon.

En été…   … et en hiver.

   

Stores verticaux, simultanément capteurs solaires photovoltaïques.

   

Bâtiment Sedilec à LLN.

Certaines protections architecturales tentent de stopper le soleil, tout en privilégiant la réflexion du rayonnement lumineux vers le plafond (« light-shelves« ).

Les stores mobiles extérieurs sont les plus efficaces pour contrôler le flux solaire en fonction du besoin réel. Mais ils sont délicats en terme de maintenance et nécessitent un contrôle automatique pour être relevés en cas de vent. La réduction du champ visuel de l’occupant en est un autre inconvénient.

Se croirait-on sur la Poztdammer Platz de Berlin ?

Panneaux de bois coulissants.

concevoir

 Pour plus d’informations sur la mise en place de protections solaires.

Protections végétales ?

Des végétations plantées à proximité du bâtiment peuvent participer à la gestion des apports solaires.

Les arbres à feuilles caduques ont l’avantage de perdre leurs feuilles et de permettre ainsi l’exposition au soleil en hiver.

Mais il s’agit là d’un appoint, plutôt à vocation domestique, et non d’une solution complète, ne fut-ce que pour les étages supérieurs.

Annexe : les paramètres du bureau-type

L’immeuble de bureaux-type utilisé ci-dessus présente les caractéristiques suivantes :

Dimensions extérieures : 60 x 18 m, sur 3 plateaux, soit un total de 3 240 m²

Dans la version dite « de base » :

  • l’orientation des façades principales est Nord-Sud,
  • le pourcentage de vitrages est de 50 % sur toutes les façades,
  • le vitrage est double avec un traitement basse émissivité (k = 1,9 W/m².K),
  • l’isolation est de 6 cm en façade, 12 cm en toiture et 3 cm dans les planchers sur sol,
  • les apports internes dans les bureaux sont de 35 W/m² (un PC de 160 W, une lampe individuelle de 18 W, un éclairage généralisé de 13 W/m² et une personne dont le métabolisme apporte 81 W pour une surface de travail de 12 m²).
Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 26 Oct, 2007

Placer l’isolant dans le versant ou dans le plancher des combles ? [Améliorer]

Placer l'isolant dans le versant ou dans le plancher des combles ?

Isolation dans le plancher des combles et dans le versant de toiture.

Ainsi, lorsque les combles ne sont pas prévus pour être occupés et donc chauffés (ni après travaux, ni ultérieurement), le plancher de celui-ci constitue la limite supérieure de l’espace protégé. C’est donc à ce niveau que doit être posé l’isolant. Ce qui permet :

  • d’utiliser une surface d’isolant moindre que s’il fallait isoler les versants de toiture,
  • d’éviter d’avoir à traiter toutes les infiltrations d’air souvent nombreuses dans les combles inoccupés,
  • de permettre la ventilation des combles en été.

Par contre, les combles qui seront occupés et chauffés doivent être isolés de l’ambiance extérieure.

Le toit incliné est dans ce cas la limite de l’espace protégé. C’est donc à ce niveau que doit être posé l’isolant.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Sylvie 26 Oct, 2007

Condensation : généralités

Condensation : généralités

La condensation se produit si, à un endroit, la pression partielle de vapeur devient égale à la pression de vapeur de saturation correspondant à la température régnant
à cet endroit.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Traiter les bois attaqués par les champignons

Traiter les bois attaqués par les champignons

Travaux à réaliser sur les bois attaqués

Le traitement curatif et préventif du bois comprend les opérations suivantes

Le bois doit d’abord être dégagé pour le rendre accessible et contrôlable.

Les fructifications du champignon sont éliminées.

Tous les bois sont ensuite contrôlés. Les pièces n’offrant plus de résistance mécanique suffisante sont éliminées et remplacées.

Les éléments conservés sont soigneusement nettoyés à la brosse métallique.

Toutes les pièces de section supérieure à 64 cm², sont traitées en forant des trous espacés de 30 cm et en y injectant sous pression un produit fongicide non délavable. Ce traitement est appliqué jusqu’à 1 m au-delà de la zone visible de l’attaque.

Tous les bois sont ensuite aspergés sous pression, d’un produit fongicide non délavable, ayant des propriétés curatives et préventives, tant fongicide qu’insecticide.

On veille lors des forages à affaiblir le moins possible les pièces et on vérifie si leur stabilité reste assurée.

Finalement, les trous de forage sont bouchés à l’aide de chevilles traitées.

Attention !
Même si aucune attaque ne s’est déjà produite, lors de la mise à nu du bois pour une transformation, ou lorsque des travaux, liés par exemple à une amélioration de l’isolation, vont cacher des ouvrages en bois, il faut impérativement en profiter pour le traiter de façon préventive.

Travaux à réaliser sur les maçonneries

Le traitement curatif et préventif des maçonneries comprend les opérations suivantes.

Le plafonnage est éliminé en dépassant la zone attaquée d’au moins 50 cm.

Toutes les surfaces infectées sont nettoyées soigneusement à la brosse métallique.

Les surfaces sont ensuite brûlées au chalumeau.

Des trous sont forés dans le mur tous les 20 cm en découpant la zone attaquée en carrés de +/- 60 cm de côtés.

Les trous de forage sont remplis au moyen d’un fongicide puissant.

Toutes les surfaces traitées sont finalement aspergées.

Bois de remplacement

Tous les bois de remplacement seront traités dans une station agréée, travaillant sous contrôle permanent de l’UBAtc.

Un certificat officiel, établi suivant le modèle UBAtc, mentionnera :

  • le relevé des pièces traitées,
  • le mode opératoire utilisé,
  • le nom du produit de traitement, homologué par l’Association Belge pour la protection du bois.
Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Pare-vapeur

Pare-vapeur

Généralités

Toutes les matières sont plus ou moins perméables à la vapeur.

Sous l’influence de la différence de pression de vapeur d’eau des deux côtés d’une paroi, la vapeur a tendance à vouloir migrer par diffusion à travers celle-ci.

Pour éviter les phénomènes de condensation interne, il est parfois nécessaire de placer du côté chaud de l’isolant d’une paroi, une couche de matériau relativement étanche à la vapeur d’eau.

Cette couche de matériau est appelée « écran pare-vapeur ».

Le pare-vapeur remplit les fonctions suivantes :

  • Éviter une condensation excessive.
  • Empêcher, dans l’isolant thermique, l’absorption d’eau par capillarité en provenance des éléments de construction contigus.
  • Assurer l’étanchéité provisoire à l’eau de pluie lors de la construction.
  • Assurer l’étanchéité à l’air.

Selon les exigences :

Classe Résistance à la diffusion de vapeur Exemples de matériaux utilisables comme pare-vapeur
E1 2 m < µd < 5 m Papier bitumé
Film en PE 0,2 mm
Papier de tapisserie plastifié
Peinture à l’huile
Peinture au caoutchouc chloré
E2 5 m < µd < 25 m Carton-plâtre recouvert d’une feuille d’aluminium
Film de PE 0,2 mm et laminé d’aluminium
Voile de polyester bitumineux P150/16
Voile de verre bitumineux V50/16
Membrane en PVC épaisseur > 1 mm
E3 25 m < µd < 200 m Bitume armé P3 ou P4 ou V3 ou V4
Bitume polymère APP ou SBS
Film PIB
E4 200 m < µd Bitumes armés avec film métallique (alu 3)
Système bitumineux multicouche ( ³ 8 mm)

Pare-vapeur, freine vapeur ou membranes intelligentes ?

Le risque principal de condensation est lié à la diffusion de vapeur en hiver, ou quand la pression de vapeur est plus importante à l’intérieur qu’à l’extérieur et que la vapeur a donc tendance à traverser la paroi de l’intérieur vers l’extérieur.

Les modèles d’évaluation statiques (comme celui de Glaser) entraînent presque systématiquement le choix d’une membrane très étanche à la vapeur du côté intérieur.

Néanmoins, essayer d’éviter le risque principal de condensations internes par diffusion en choisissant une membrane totalement étanche à la vapeur peut engendrer un risque secondaire à cause de la difficulté qu’a le mur pour sécher du côté intérieur

Lorsque l’on affine l’analyse, il apparaît que le choix d’une membrane plus faiblement étanche à la vapeur est parfois suffisant.

On parle alors de « freine-vapeur ». La valeur μd des pare-vapeur n’est pas définie avec précision, mais en pratique, elle sera de plusieurs dizaines de mètres (par exemple 50 ou même 100 m) alors que la valeur μd des freine-vapeur ne sera que de quelques mètres seulement (par exemple 2 m à 5 m, mais rarement plus de 10 m).

Le choix d’un freine-vapeur, plus ouvert au passage de la vapeur, permet souvent de se prémunir du risque, dit secondaire, de condensations internes en été ou au printemps, ou quand la pression de vapeur est plus importante à l’extérieur qu’à l’intérieur et que la vapeur a donc tendance à traverser la paroi de l’extérieur vers l’intérieur. En effet, le flux de vapeur n’est pas complètement bloqué vers l’intérieur ce qui facilite le séchage du mur.

Les membranes intelligentes

D’autres membranes, dites intelligentes, sont de ce point de vue encore plus adaptées. En effet, leur perméabilité à la vapeur évolue avec l’humidité relative. Elles sont conçues pour être relativement fermées à la vapeur quand l’humidité relative est faible et pour s’ouvrir au passage de la vapeur quand l’humidité relative est plus élevée. Ce principe est illustré sur l’illustration ci-contre. Dès lors, elles freinent le passage de la vapeur quand l’air intérieur est plus sec (généralement en hiver), et permettent le séchage du mur, lorsque l’humidité relative intérieure est plus élevée (généralement en été ou au printemps).

Principe de fonctionnement d’une membrane intelligente.

Source : Proclima.

Plusieurs types de membranes intelligentes existent avec une valeur  μd moyenne allant de quelques mètres à une dizaine de mètres. Remarquons que ces changements de μd ne sont pas instantanés et que le choix de la membrane doit d’abord se faire sur base de l’ambiance globale du local pour éviter le risque principal de condensations internes par diffusion. On pense ici au cas des salles d’eau qui sont le lieu des charges d’humidité élevées, mais ponctuelles dans temps.

Le placement

Le pare-vapeur doit être placé de manière continue et avec des joints étanches.

Les films seront posés autant que possible sans joint. Les joints inévitables et les jonctions avec d’autres éléments de construction sont à réaliser par collage ou soudage avec recouvrement, de manière à assurer la continuité du pare-vapeur.

La classe E4 exige une mise en œuvre sur support continu.

Remarquons enfin que la présence d’une membrane, en plus de permettre la régulation de la vapeur, permet aussi de bloquer le passage de l’air (et des pertes de chaleur associées) et donc d’éviter le risque de condensation par convection, pour autant bien sûr que la mise en œuvre soit d’une qualité irréprochable (notamment au niveau des nœuds constructifs).

Attention !
Un matériau pare-vapeur placé à un mauvais endroit peut fortement perturber le comportement hygrothermique de la toiture (entre autres augmenter les condensations internes ou empêcher l’élimination de l’humidité de construction).

Source : certains passages de cette feuille sont extraits du guide Isolation thermique par l’intérieur des murs existants en briques pleines réalisé par Arnaud Evrard, Aline Branders et André De Herde (Architecture et Climat-2010) dans le cadre de la recherche ISOLIN, financée par le département Énergie et Bâtiment durable du Service Public de Wallonie. Disponible sur le site : energie.wallonie.be

 

Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir le pare-vapeur pour une toiture plate existante

Quel pare-vapeur choisir ?

Les toitures inversées ne nécessitent pas de pare-vapeur, l’étanchéité en faisant office.

Pour les toitures chaudes, le choix du type et de la classe d’écran pare-vapeur dépend de plusieurs facteurs.

La classe de l’écran pare-vapeur nécessaire se calcule. Dans les cas les plus courants, il est fait usage de tableaux pour déterminer cette classe.

Le tableau suivant (extrait de la NIT 215 du CSTC) indique la classe de pare-vapeur à choisir en fonction de la classe de climat intérieur, du support et de l’isolant.

Support ou forme de pente Classe de climat intérieur PUR – PIR – EPS – PF MW – EPB – ICB CG
Techniques de pose de l’étanchéité
Fixation mécanique (a) Autres Fixation mécanique (a) Autres
Béton coulé in situ, éléments préfabriqués en béton (b) (c) I

II

III

IV

 E3

E3

E3

X

 E3

E3

E3

E4

 E3

E3

E3

X

 E3

E3

E3

E4

 (h)

(h)

(h)

(d)
Voligeage ou panneaux à base de bois résistant à l’humidité (e) (f) I

II

III

IV

 –

E1 (g)

E2

X

 –

E1 (g)

E2

E4

 –

E2

E3

X

 –

E2

E3

E4

 –

(h)

(h)

(d)
Tôles profilées en acier I

II

III

IV

 (i)

E1 (g)

E2

X

 (i)

E1 (g)

E2

E4

 –

E2

E3

X

 –

E2

E3

E4

 –

(h)

(h)

(d)
Panneaux sandwiches autoportants I – III

IV

 voir remarques

Non autorisé

(a) Afin d’éviter un “effet de pompage” résultant de l’action du vent, l’étanchéité à l’air du complexe toiture dont le support est perméable à l’air doit toujours être assurée, et ce de l’une des façons suivantes :

  • par la pose d’un pare-vapeur de classe E1 ou supérieure
  • par l’utilisation de panneaux d’isolation pourvus d’un parement (type aluminium ou voile de verre bitumé présent sur les deux faces), d’épaulements sur les quatre bords et mis en œuvre sur un support permettant une bonne fermeture des emboîtements. Ces mêmes panneaux à bords droits ou coupés peuvent également assurer l’étanchéité à l’air du complexe toiture, pour autant que les joint entre les panneaux, ainsi que les raccords avec les rives de toiture (voir NIT 191) soient rendus étanches à l’air
  • en rendant étanches à l’air les joints entre les éléments d’un plancher de toiture.

(b) Pour la rénovation des toitures avec un plancher de toiture étanche à l’air en béton sec, on ne prévoit pas de pare-vapeur dans les classes de climat intérieur I, II et III.

(c) Dans les classes de climat intérieur I, II et III, on ne pose pas d’écran pare-vapeur complémentaire sur les planchers de toiture en béton léger (p. ex. béton cellulaire) sans couche d’isolation thermique complémentaire, si la membrane d’étanchéité est adhérente ou lestée. Dans le cas contraire, il est nécessaire de rendre étanches les joints entre les éléments en béton. Dans des climats de la classe IV, une condensation résiduelle annuelle peut entraîner des dégâts aux éléments (corrosion des armatures, p. ex.), de sorte qu’une isolation thermique complémentaire posée sur un pare-vapeur non perforé est indispensable.

(d) Pour les bâtiments de la classe de climat IV, il convient d’examiner avec le fabricant de l’isolation si un pare-vapeur complémentaire est éventuellement nécessaire.

(e) Préalablement au collage d’un isolant thermique au moyen de bitume sur un plancher en bois, les joints (y compris le joint périphérique) sont rendus étanches au moyen d’une membrane du type P 150/16. Lorsque les joints de cette membrane sont collés, celle-ci peut être assimilée à un pare-vapeur de la classe E2.

(f) Lorsque l’isolation est posée sur un panneautage, les joints de ce dernier ainsi que les joints aux rives sont rendus étanches par la pose d’une bande de “pontage”.

(g) La résistance à la diffusion de vapeur des panneaux d’isolation pourvus d’un parement (type aluminium ou voile de verre bitumé présent sur les deux faces) équivaut au minimum à celle offerte par un pare-vapeur de classe E1, lorsque les panneaux sont à épaulement sur les quatre bords et qu’ils sont mis en oeuvre sur un support permettant une bonne fermeture des emboîtements.

(h) La pose d’un écran pare-vapeur n’est pas requise, si les joints entre les panneaux d’isolation sont entièrement remplis de bitume (voir l’ATG pour cette application).

(i) Dans le cas d’une isolation en PF, on pose une couche de désolidarisation continue.

X La fixation mécanique au travers du pare-vapeur n’est pas autorisée en classe de climat IV.

REMARQUES

Compatibilité

Lorsque l’étanchéité est de type bitumineux, on pose de préférence un pare-vapeur bitumineux. Lorsque l’étanchéité est de type synthétique, on pose de préférence un pare-vapeur synthétique. Les deux types de matières peuvent être combinées à condition d’être compatibles entre elles, car elles sont en contact au droit des rives et des lignes de compartimentage de l’isolant.

Rénovation

Dans le cas d’une rénovation, l’étanchéité existante peut être conservée et faire office de pare-vapeur. Dans ce cas, il convient de vérifier si ce pare-vapeur possède une classe suffisante.

Panneaux sandwiches

Les panneaux sandwiches de toiture avec âme isolante appartiennent généralement, dès la fabrication, à la classe de pare-vapeur E1. Les dispositions relatives à la résistance au passage de la vapeur d’eau, à prendre en fonction de la classe de climat intérieur, sont prévues dans l’agrément technique des panneaux.

Toitures plates légères isolées à l’intérieur de la structure

Un freine vapeur est toujours nécessaire. Son choix est particulièrement délicat. On recommandera souvent le placement d’un pare-vapeur « intelligent ». Néanmoins, le choix étant particulièrement délicat on conseillera de se référer à l’avis (et aux calculs dynamiques!) d’un bureau d’études spécialisé.

Comment poser le pare-vapeur d’une toiture chaude ?

Un écran pare-vapeur mal posé où posé à un mauvais endroit peut causer de graves dégâts. Son action peut être insuffisante ou même, dans certains cas, peut créer des désordres ou les aggraver.

Le pare-vapeur se pose toujours du côté chaud par rapport à l’isolant.

On sera attentif à ne pas emprisonner d’eau dans les couches situées entre l’écran pare-vapeur et la membrane d’étanchéité.

Le pare-vapeur sera continu. Les joints seront soignés. Le pare-vapeur ne sera pas percé (accident mécanique ou passage de canalisations).

Aux rives et raccords, l’étanchéité et le pare-vapeur sont reliés en emprisonnant complètement l’isolant.

Le mode de pose du pare-vapeur dépend :

– Du mode de pose et de fixation de l’isolant et de l’étanchéité

Lorsque l’étanchéité est posée en indépendance totale ou fixée mécaniquement, le pare-vapeur peut être posé en indépendance totale. Il est toutefois préférable de le poser en semi-indépendance pour faciliter la mise en œuvre. Le pare-vapeur est ainsi maintenu en place pendant la phase de mise en œuvre et en attendant le lestage final.

Lorsque l’étanchéité et l’isolant sont collés, le pare-vapeur doit également être collé de façon à ce que l’ensemble puisse résister au vent.

– Du support

Sur les supports en bois

Sur des panneaux, le pare-vapeur est collé (après pontage des joints), soudé ou cloué.

Sur des voliges, le pare-vapeur est cloué.

Sur les supports en tôles profilées

Pour les classes de climat intérieur < III, les lés du pare-vapeur sont posés parallèlement aux ondes.
Tous les joints sont réalisés par recouvrement.
Les joints longitudinaux doivent se trouver sur une nervure supérieure des tôles.
Sur une nervure supérieure, le pare-vapeur peut être perforé par les fixations mécaniques de l’isolant (et de l’étanchéité).

Pour la classe de climat intérieur IV, il faut poser le pare-vapeur sur un support intermédiaire plan.

Schéma classe de climat intérieur IV, pose du pare-vapeur.

Sur les autres supports

La pose est identique à celle des membranes d’étanchéité posées directement sur les mêmes supports (voir Choix du mode de pose de l’étanchéité), c’est-à-dire en indépendance, en semi-indépendance ou en adhérence totale.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir le modèle d’isolation pour le versant du toit

L’efficacité énergétique

L’efficacité énergétique de l’isolation d’une toiture inclinée dépend évidemment de l’épaisseur et du coefficient de conductivité thermique de l’isolant (λ).

Elle dépend aussi de la continuité de l’isolant. Ainsi une isolation posée entre chevrons de 6 cm d’épaisseur écartés de 30 cm ne couvre que 80 % de la toiture, le reste étant couvert par les chevrons nettement moins isolants.

De ce point de vue, il est bon de poser l‘isolant sous les chevrons. On limite ainsi le pont thermique au niveau des pannes. Cependant, dans ce cas, on crée un espace important entre la sous-toiture et l’isolant, ce qui est déconseillé. On peut contourner ce problème en posant l’isolant, à la fois, entre les chevrons et sous les chevrons.

La meilleure solution si on veut éviter complètement les ponts thermiques, est d’isoler la toiture par l’extérieur, par la méthode « sarking » ou en posant des éléments autoportants à isolation continue (c-à-d sans raidisseurs).

La complexité de la toiture

Dans le cas d’une toiture compliquée (pentes variables, formes complexes, hors équerre, fenêtres et pénétrations nombreuses), il est préférable d’utiliser de petits éléments pour réaliser le système de toiture.

Par contre, l’isolation par panneaux autoportants convient bien pour des toitures simples.

Le type de charpente

L’entre-axe des chevrons et l’épaisseur des gîtes de versant ou des arbalétriers de fermettes peuvent rendre difficile la mise en œuvre de certaines techniques d’isolation, notamment l’isolation par l’extérieur de type « sarking« .

En effet, avec ce type de toiture, la largeur minimale des supports de l’isolant (chevrons, gîtes de versant, arbalétriers) est de 38 mm pour pouvoir réaliser une pose correcte. (Dimensions plus importantes des vis et clous, précision avec laquelle doivent être réalisés les assemblages).

Les chevrons carrés ont généralement une épaisseur de 6 à 8 cm. Dans le cas d’une isolation posée entre chevrons, l’épaisseur de l’isolant est limitée à celle des chevrons. S’il est fait usage de laine minérale, l’isolation de la toiture est insuffisante et la pose d’une couche isolante sous les chevrons s’impose.

Par contre lorsque la charpente comprend des gîtes de versant ou des arbalétriers de fermettes d’une hauteur plus importante, 12 cm par exemple, l’isolation entre ces éléments de charpente peut être suffisante.

Schéma de l'isolation entre chevrons ou gîtes.

Des gîtes de versant permettent de poser en une seule couche 12 cm d’isolant.

Les performances acoustiques souhaitées

Les laines minérales sont de bons isolants acoustiques. Elles « piègent » les sons provenant du bruit aérien extérieur ou de l’impact des gouttes de pluie ou des grêlons sur la couverture. Une isolation entre chevrons à l’aide de laine minérale convient donc particulièrement lorsque de bonnes performances acoustiques sont souhaitées.

Le modèle d’isolation par l’extérieur (Toiture « Sarking » ou isolation par panneaux autoportants) peut poser des problèmes acoustiques, surtout si l’isolant est du polystyrène expansé.

Souhait de garder la charpente apparente

Lorsque l’on désire garder la charpente apparente, y compris les chevrons, il est nécessaire de poser l’isolant au-dessus de ceux-ci. Dans ce cas la toiture « sarking » est la plus appropriée. Les panneaux isolants peuvent éventuellement être posés sur un support décoratif (plaques, planchettes, …) assurant la finition du plafond entre les chevrons.

Si seules les pannes et fermes doivent rester apparentes, l’isolant peut être placé entre les chevrons. Il peut également être fait usage de panneaux autoportants.

Charpente apparente d’une toiture isolée.

Le souhait de faire réaliser les travaux par un non professionnel

Dans ce cas la pose de l’isolation doit se faire sans influence sur l’organisation des travaux des corps de métiers intervenant sur la toiture (charpentier, couvreur, zingeur, maçon …).

La pose de l’isolant devrait donc se faire après l’achèvement de leurs travaux.

L’isolant est posé par l’intérieur entre les chevrons, gîtes de versant ou fermettes, ou il est posée sous les chevrons de façon continue si la perte de place provoquée par cette technique est acceptable. Cependant, dans ce cas, on crée un espace important entre la sous-toiture et l’isolant, ce qui est déconseillé. On peut contourner ce problème en posant l’isolant, à la fois, entre les chevrons et sous les chevrons.

La finition du plafond des combles ne pourra se faire qu’après la mise en place de l’isolant et du pare-vapeur éventuel.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Inertie thermique

Inertie thermique

Les matériaux lourds de la construction tels que béton, brique, pierre, etc. ont une grande capacité à stocker de la chaleur. Le rayonnement solaire irradiant une paroi de brique ou de béton est, en partie, absorbé par celui-ci, transformé en chaleur et accumulé en son sein.
Cette paroi peut aussi prendre de la chaleur à de l’air plus chaud qu’elle.
La chaleur sera restituée dès que la température de l’air environnant est plus basse que celle de la surface du matériau (par convection) ou/et dès que la température de surface d »objets avoisinants descend en-dessous de celle de la paroi en question (par rayonnement).
L’inertie thermique peut simplement être définie comme la capacité d’un matériau à stocker de la chaleur et à la restituer petit à petit. Cette caractéristique est très importante pour garantir un bon confort notamment en été, c’est-à-dire pour éviter les surchauffes.

Cette capacité permet de limiter les effets d’une variation « rapide » de la température extérieure sur le climat intérieur par un déphasage entre la température extérieure et la température de surface intérieure des murs et par amortissement de l’amplitude de cette variation. Un déphasage suffisant permettra par exemple que la chaleur extérieure « n’arrive » qu’en fin de journée dans l’habitat, période où il est plus facile de le rafraîchir grâce à une simple ouverture des fenêtres.

L’inertie thermique d’un matériau est évaluée à l’aide des deux paramètres suivants :

  • la diffusivité : α = λ / (ρ * c) [m²/s]
  • l’effusivité : E = √ (λ * ρ * c) [ J.K-1.m-2.s-1/2]

où :

  • ρ la masse volumique du matériau en [kg.m-3]
  • c la capacité thermique massique du matériau en [J.kg-1.K-1]

Physiquement, la diffusivité thermique détermine la vitesse avec laquelle la température d’un matériau va évoluer en fonction des sollicitations thermiques extérieures.

L’effusivité d’un matériau est sa capacité à échanger de l’énergie thermique (L’énergie thermique est l’énergie cinétique d’un objet, qui est due à une agitation désordonnée de ses molécules et de…) avec son environnement (L’environnement est tout ce qui nous entoure. C’est l’ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se…). Lorsqu’on marche sur du sable chaud, on ressent une sensation de brûlure. Le sable impose sa température à notre corps, de manière plus importante que notre corps impose sa température au sable, car il possède une plus grande effusivité que le pied.

Pour garantir le confort d’été (éviter les surchauffes) on essaiera d’utiliser un matériau possédant les caractéristiques suivantes :
  • une faible diffusivité, pour que l’échange d’énergie thermique entre le climat extérieur et le climat intérieur se fasse le plus lentement possible (inertie en transmission).
  • une forte effusivité thermique pour que le mur stocke au maximum la fraîcheur dans les éléments en contact avec l’intérieur du bâtiment (inertie par absorption).

Exemple de l’évolution des températures intérieures lors d’une journée d’été dans un bâtiment à forte inertie et dans un bâtiment à faible inertie.

Etancheité à l'air
Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Améliorer l’étanchéité du bâtiment

Etancheité à l'air

 

Un problème : les portes d’entrée

De manière générale, le problème des commerces est l’ouverture et fermeture incessantes des portes par les clients. Bien vite s’installe une habitude de laisser les portes ouvertes en permanence été comme hiver afin de faciliter l’accès à l’intérieur et, tout aussi important pour le commerçant, pour raison de marketing (comme dirait un commerçant béninois : « c’est ouvert, tout est gratuit jusqu’à la caisse !).

Les commerces « no-food »

Photo de façade, l'étanchéité du bâtiment   Photo de façade, l'étanchéité du bâtiment

Pour ce type de commerce, le « syndrôme » de la porte ouverte en permanence risque d’entraîner :

  • En période froide des déperditions importantes de chaleur. Lorsque les portes sont fermées, on peut considérer que les apports internes nécessaires suffisent pratiquement à chauffer l’ambiance. À l’inverse, une porte ouverte en permanence laisse s’échapper la chaleur et, par conséquent augmente les consommations de chauffage.
  • En période chaude, tant les apports de chaleur internes (éclairage, occupant, …) que les apports externes sont présents. Le simple fait de laisser la porte du magasin ouverte suffit à créer une surchauffe à l’intérieur; d’où la motivation des commerçants de s’équiper d’une climatisation.

En période froide

La perte peut être estimée en considérant qu’elle augmente la consommation liée au taux de renouvellement d’air neuf du bâtiment.
Dans ces conditions, la chaleur s’échappe joyeusement ! Le coût généré par cette fuite est variable en fonction de la durée d’ouverture.

À titre de repère, une porte ouverte en permanence de 2 m² dans une enveloppe peut générer un passage d’air à la vitesse moyenne de 1 m/s. Ces 2 m³ qui s’échappent par seconde entraîneraient une consommation hivernale de :

2  [m³/s] x 3 600 [s/h] x 214 [jour/saison chauffe] x 12 [h/jour] x 0,34 [Wh/m³.K] x (15° – 6°) / 1 000 = 56 578  [kWh/an]

ou encore 56 578 / 2 = 28 289 [kWh/an.m²]

où :

  • 15° est la température moyenne intérieure, tenant compte d’un abaissement nocturne et d’un apport équivalent de 3° au minimum par les apports « gratuits »,
  • 6° est la température moyenne extérieure hivernale dans le centre de la Belgique,
  • 0,34 Wh/m³.K est la capacité thermique de l’air.

Soit un équivalent de +/- 1 414 € par an et par m² d’ouverture permanente, si la chaleur est fournie par du combustible fuel à 0,5 €/litre. En ces périodes de spéculation énergétique, à vous d’adapter le calcul au prix du combustible.

En mi-saison

Lorsque les températures externes sont plus clémentes, l’idée de la porte ouverte prend du sens. En effet, pour éviter le recours à la climatisation, l’ouverture de la porte d’entrée permet de juste compenser les apports internes. Cela dit, ce n’est pas une raison pour ne pas conjointement réduire les apports internes par la mise en place d’un éclairage performant et peu gourmand en énergie.

En période chaude

Pour des températures extérieures caniculaires, l’idéal est de pouvoir « décharger » le commerce par « free cooling » de nuit ou tôt le matin à l’ouverture du magasin. Par contre en pleine journée, que le magasin soit équipé en climatisation ou pas, il est nécessaire de refermer les portes et de réduire, dans des limites tolérables pour la vente, les apports internes.

Les commerces « food »

Il est frappant de voir comme la modernité nous complique la vie alors que la technique devrait-être là pour la simplifier. Il existe malgré tout des commerçants qui font preuve de bon sens sans grand moyen technique. Par exemple, une boucherie pourrait regrouper toutes les astuces nécessaires à la chasse au gaspillage énergétique et basée sur la gestion de sa vitrine amovible.
En effet :

  • En période très froide (par gel), la vitrine pourrait être fermée, sachant qu’il n’y a pas de chauffage à l’intérieur. L’impact énergétique est faible.
  • En période froide, une vitrine amovible pourrait être enlevée. Tout se passe donc comme si le commerce était dans la rue. Cela se justifie dans le sens où les clients sont habillés chaudement et qu’ils ne restent pas suffisamment de temps à l’intérieur de la boucherie pour se dévêtir. Il est vrai que le confort du commerçant ne serait pas assuré, mais on s’avance un peu vite.
  • En période chaude, outre l’auvent naturel des arcades (comme ci-dessous) qui préserve la boucherie des apports solaires directs, le commerçant pourrait refermer sa vitrine pour limiter l’impact de sa climatisation (de par ses vitrines semi-ouvertes) sur ses consommations électriques.

Photo d'arcades, l'étanchéité du bâtiment

Dans l’absolu et de manière un peu utopique, si l’on considère que sous nos latitudes, la température moyenne annuelle est de 6°C, le fait d’ouvrir son magasin sur l’extérieur en permanence permet de n’avoir qu’à refroidir l’ambiance du magasin de quelques degrés pour arriver à la température de conservation des denrées.
Attention toutefois que ce type de démarche devrait être appliquée au cas par cas sachant que des critères autres que ceux énergétiques et de confort interviennent, par exemple la sécurité, la pollution, …

Des solutions pour les grandes et moyennes surfaces type « food »

Pour pallier partiellement à cette débauche d’énergie, l’étanchéité des ouvertures contrôlées, tant du côté des entrées clients que du côté des accès aux réserves et des portes de service, est importantes.
Les améliorations possibles sont :

  • les sas d’entrée (investissements de l’ordre de 11 000 €);
  • les tourniquets (investissements de l’ordre de 25 000 €);
  • la mise en surpression des zones de vente par rapport à l’extérieur. Elle évite la formation de courant d’air incontrôlé entre plusieurs zones;
  • …

Photo de sas d'entrée, l'étanchéité du bâtiment   Photo de tourniquet, l'étanchéité du bâtiment  Photo de sas d'entrée, l'étanchéité du bâtiment

Le placement d’un rideau d’air aux entrées et sorties principales depuis toujours fait couler beaucoup d’encre. Nous manquons à l’heure actuelle d’études objectives concernant l’efficacité d’un rideau d’air. Si vous en connaissez, elles seraient les bienvenues dans Énergie+. Une des pistes serait peut-être le rideau d’air alimenté par la récupération de la chaleur de désurchauffe ou de condensation des machines frigorifiques.

Des solutions pour les commerces de détail type « food »

Le problème est le même que pour les grandes surfaces à la différence près qu’il y a très rarement de la place en suffisance pour prévoir des sas de grandes dimensions
Les améliorations possibles sont :

  • le placement de portes étanches;
  • la mise en place d’un mini sas avec portes automatiques.

Photo de portes étanches, l'étanchéité du bâtiment   Photo de mini sas, l'étanchéité du bâtiment

Tout comme les grandes et moyennes surfaces, le placement d’un rideau d’air aux entrées et sorties principales depuis toujours fait couler beaucoup d’encre. Nous manquons à l’heure actuelle d’études objectives concernant l’efficacité d’un rideau d’air. Si vous en connaissez, elles seraient les bienvenues dans Énergie+. Une des pistes serait peut-être le rideau d’air alimenté par la récupération de la chaleur de désurchauffe ou de condensation des machines frigorifiques.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir la couche isolante du plancher des combles [Améliorer]

Performances thermiques à atteindre – la réglementation

Outre un niveau de performance global à atteindre (Kglobal ou Be 450), la réglementation wallonne en matière d’isolation exige des valeurs maximales pour le coefficient de transmission thermique (Umax) des parois faisant partie de la surface de déperdition.

En rénovation, ces valeurs doivent être respectées pour toute paroi qui fait l’objet d’une reconstruction ou qui est ajoutée.

Il se peut également que ces valeurs (ou même des valeurs plus sévères) doivent être atteintes, et ce même si un mur n’est pas directement touché par la rénovation, lorsqu’il y a changement d’affectation du bâtiment, de manière à atteindre le niveau global d’isolation (Kglobal ou Be 450).

Élément de la surface de déperdition

 Umax (W/m²K) (Annexe C1 de la PEB)
Toiture entre le volume protégé et l’ambiance extérieure ou ensemble de plafond + grenier + toiture. 0,3

Performances thermiques à atteindre – les recommandations

Si l’on s’en tient à la réglementation, un coefficient de transmission thermique U (anciennement k) de 0,3 [W/m²K] est requis pour les toitures. Mais il faut comprendre cette valeur comme l’exigence de qualité minimale à respecter, sorte de garde fou que la Région a voulu imposer aux constructeurs.

En pratique, l’épaisseur est le résultat d’un compromis :

  • Plus on isole, plus la consommation diminue (chauffage et climatisation), et avec lui le coût d’exploitation du bâtiment.
  • Plus on isole, plus le coût d’investissement augmente.

Quelques considérations complémentaires :

  • Ci-dessus, nous avons suivi une logique de rentabilité financière. Si une logique de rentabilité écologique était prise, la lutte contre 2>le CO2 nous pousserait vers une isolation plus forte !

 

  • Maintenir 20°C dans un bâtiment, c’est un peu comme maintenir un niveau de 20 cm d’eau dans un seau troué. Aux déperditions du bâtiment correspondent des fuites dans la paroi du seau . En permanence nous injectons de la chaleur dans le bâtiment. Or, si en permanence on nous demandait d’apporter de l’eau dans le seau pour garder les 20 cm, . notre premier réflexe ne serait-il pas de boucher les trous du seau ?

  • Expliquez aux Scandinaves, aux Suisses ,. que nous hésitons entre 6 et 8 cm d’isolant, vous les verrez sourire, eux qui placent couramment 20 cm de laine minérale, sans état d’âme !

Epaisseur de l’isolant pour atteindre les performances recommandées :

Pour une toiture inclinée, l’épaisseur d’isolant à poser en fonction du coefficient de conductivité thermique est donnée sur le graphique ci-dessous. Pour chaque isolant, il existe un intervalle de valeurs possibles pour la conductivité thermique. Le diagramme ci-dessous permet de déterminer dans quel intervalle d’épaisseur il faudra se situer en fonction du type d’isolant choisi. Les valeurs présentées font références à une toiture standard dont le détail technique est donné ci-dessous.

À droite : Épaisseur d’isolant nécessaire pour atteindre U = 0.3 W/m²K dans le cas d’une toiture inclinée de référence en fonction de la conductivité thermique (λ) ou du type d’isolant choisi (les intervalles de valeurs pour chaque isolant correspondent aux valeurs certifiées).

À gauche : Détail technique de la toiture inclinée prise comme référence.

Les isolants considérés ici sont ceux qui sont habituellement retenus lors de la réalisation d’une toiture inclinée.

Pourquoi une isolation plus poussée en toiture que dans les murs ?
Si la température extérieure est cette fois identique dans les 2 cas, le placement de l’isolant en toiture est plus facile à mettre en ouvre en forte épaisseur. Le coût est proportionnellement moindre. La rentabilité de la surépaisseur est meilleure.

Pourquoi une isolation moins poussée sur le sol ?
En hiver la température du sol est plus élevée que la température extérieure. La « couverture » peut donc être moins épaisse.

Type d’isolant

L’isolation des différents types de planchers des combles non aménageables.
Les matériaux isolants peuvent présenter différentes formes, raideurs et résistances à la compression :

Formes

Matériaux

Matelas semi-rigide ou souple :

 La laine de roche, la laine de verre, les fibres traitées organiques (chanvre, …) ou animales (laine, ….) …

Panneaux rigides :

 La mousse de polyuréthane, de polystyrène expansé ou extrudé, le verre cellulaire, les panneaux organiques (fibre de bois avec liant bitumineux ou caoutchouc, …), le liège …

Les flocons ou granulés :

 Les granulés de perlite ou de vermiculite, les granulés de polystyrène expansé, les granulés de liège, les flocons de laine minérale insufflés, les flocons de papier recyclé …

L’isolant doit bénéficier d’un agrément technique certifiant ses qualités et sa compatibilité avec l’usage qui en est fait. La valeur de calcul de la conductivité thermique (λ U) d’un isolant possédant ce type d’agrément est connu avec précision. Il est certifié par le fabricant. Il est régulièrement vérifié par des essais. Il peut être utilisé pour calculer les performances de la paroi à la place des coefficients moins favorables tabulées dans les normes (Annexe B1 de la PEB).

  • l’efficacité isolante,
  • l’adéquation avec le support,
  • le comportement au feu,
  • le prix.

C’est au concepteur de choisir ceux qui sont prioritaires.

L’efficacité isolante

La valeur isolante du matériau dépend de son coefficient de conductivité thermique λ . Plus sa conductivité est faible, plus l’isolation sera efficace et donc plus l’épaisseur nécessaire à mettre en œuvre sera réduite. Le matériau doit également conserver une efficacité suffisante dans le temps.

L’adéquation avec le support

Un isolant semi-rigide :
  • s’intercale facilement dans les espaces qui lui sont réservés (pose entre les gîtes);
  • calfeutre correctement les raccords (autour de l’isolant);
  • ne résiste pas à la compression (non circulable).

Un isolant souple :

  • peut suivre la forme très compliquée d’un plancher (contournement des gîtes);
  • s’intercale facilement dans les espaces qui lui sont réservés (pose entre les gîtes);
  • calfeutre correctement les raccords (autour de l’isolant);
  • ne résiste pas à la compression (non circulable);
  • doit être supporté (par le plafond).

Un isolant rigide :

  • résiste mieux à la compression (peut éventuellement supporter une aire de foulée);
  • calfeutre moins facilement (entre les gîtes ou lambourdes);
  • s’adapte plus difficilement à des formes compliquées.

Les flocons ou granulés :

  • s’intercalent facilement dans les espaces qui leur sont réservés (pose entre les gîtes);
  • calfeutrent correctement les raccords (autour de l’isolant);
  • ne résistent pas à la compression (non circulable);
  • doivent être supporté (par le plafond);
  • se déplacent facilement.

Le choix de l’isolant dépend des caractéristiques énumérées ci-dessus et du modèle d’isolation choisi en fonction du type de plancher (lourd ou léger).

Plancher lourd

Le plancher lourd sera idéalement isolé par le haut afin de lui maintenir une température constante. On évite ainsi des contraintes internes dans la structure et les désordres qu’elles risquent de provoquer. Le volume protégé profite également de l’inertie thermique importante du plancher lourd.

Non circulable

Si le plancher ne doit pas être circulable, tous les isolants en matelas ou en panneaux conviennent.

Si, en outre, la face supérieure du plancher est compliquée ou irrégulière, on préférera les matelas d’isolant souples qui épousent mieux la forme.
Les matelas souples seront idéalement enveloppés d’un papier perméable à la vapeur qui le protège de la poussière.

Circulable

Si le plancher doit être circulable, tous les panneaux rigides conviennent à condition que leur résistance à l’écrasement soit compatible avec les surcharges prévues.
Ils seront ensuite couverts par des plaques de protection constituant l’aire de foulée.
Ces panneaux rigides ne nécessitant pas de lambourdes pour porter l’air de foulée, les ponts thermiques sont évités.

Si pour des raisons économiques ou de protection au feu un isolant semi-rigide ou souple devait être posé, il le serait entre lambourdes. (voir plancher léger, isolation entre gîtes).

Plancher léger

Non circulable, avec plafond mais sans plaque supérieure existante

Isolation sur le plafond entre les gîtes

On utilisera idéalement des matelas rigides ou semi-rigides car ils sont faciles à ajuster et à calfeutrer.
On peut également utiliser des flocons ou granulés. Ils sont plus faciles à poser mais risquent d’être déplacés avec le temps par des facteurs mécaniques extérieurs (vent, circulation intempestive, rongeurs, oiseaux, …)
Dans les deux cas, la pose d’un pare-vapeur est difficile.

Isolation autour des gîtes

On utilisera exclusivement un matelas souple épousant bien la forme du support. Les matelas souples seront idéalement enveloppés d’un papier perméable à la vapeur qui le protège de la poussière.

Non circulable, sans plafond mais avec plaque supérieure existante

Isolation sur le plafond entre les gîtes

On utilisera idéalement des matelas rigides ou semi-rigides car ils sont faciles à ajuster et à calfeutrer.

Isolation au-dessus du plancher

Si le plancher ne doit pas être circulable, tous les isolants en matelas ou en panneaux conviennent.
Si on utilise des panneaux suffisamment résistants, ceux-ci peuvent être recouverts ultérieurement d’une aire de foulée et le plancher des combles serait ainsi rendu circulable, si nécessaire.
Dans ce cas, il ne faut pas oublier de prévoir le pare-vapeur éventuellement requis.

Non circulable, avec plafond et avec plaque supérieure existante

Isolation sur le plafond entre les gîtes

On insuffle des flocons ou granulés d’isolant entre les gîtes, dans l’espace situé entre le plafond et le plancher.

Isolation au-dessus du plancher

Si le plancher ne doit pas être circulable, tous les isolants en matelas ou en panneaux conviennent.
Si on utilise des panneaux suffisamment résistants, ceux-ci peuvent être recouverts ultérieurement d’une aire de foulée et le plancher des combles serait ainsi rendu circulable, si nécessaire.
Dans ce cas, il ne faut pas oublier de prévoir le pare-vapeur éventuellement requis.

Circulable

Le plancher léger circulable sera généralement isolé dans son épaisseur pour des raisons d’économies d’espace et de matériaux.

 

Dans ce cas, on utilisera idéalement des matelas rigides ou semi-rigides car ils sont faciles à ajuster et à calfeutrer. On les posera par le haut ou par le bas si respectivement l’aire de foulée ou le plafond n’existent pas encore.
Lorsque le plafond est posé, on peut utiliser des flocons ou granulés d’isolant, éventuellement insufflés si l’aire de foulée existe déjà.

Dans certains cas, pour des raisons de facilité, ou lorsqu’il n’y a pas de plafond ou lorsque des appareils volumineux sont encastrés dans celui-ci, on pose l’isolant sur une plaque de support reposant sur le gîtage.
Tous les panneaux rigides conviennent à condition que leur résistance à l’écrasement soit compatible avec les surcharges prévues.
Ils seront ensuite couverts par des plaques de protection constituant l’aire de foulée.
Ces panneaux rigides ne nécessitant pas de lambourdes pour porter l’air de foulée, les ponts thermiques sont évités.

Si pour des raisons économiques ou de protection au feu un isolant semi-rigide ou souple devait être posé, il le serait entre lambourdes. (Voir plancher léger, isolation entre gîtes).

Attention !

Certains isolants sont incompatibles avec d’autres éléments du plancher en contact avec l’isolant.
Par exemple, les mousses de polystyrène sont attaquées par les agents d’imprégnation du bois à base huileuse et par certains bitumes, par les solvants et les huiles de goudron.

Le comportement au feu

Lorsque le support résiste mal au feu (plancher en bois, tôles profilées métalliques), l’inflammabilité de l’isolant joue un rôle important.
Suivant le degré de sécurité que l’on souhaite atteindre, en fonction de la valeur du bâtiment et de son contenu, de son usage, de sa fréquentation, etc., on déterminera le degré d’inflammabilité acceptable pour l’isolant.

Le verre cellulaire et la laine de roche sont ininflammables. Les panneaux à base de mousse résolique ou de polyisocyanurate ont un bon comportement au feu.
Les mousses de polystyrène et de polyuréthane sont inflammables et résistent mal à la chaleur.
La chaleur produite par les spots peut dégrader ces mousses et provoquer des incendies. Si des spots doivent être placés à proximité du panneau isolant (solution à éviter), les mousses doivent être protégées en interposant des boucliers thermiques efficaces.

On veillera également à ce que ce matériau ne dégage pas de gaz toxique lorsqu’il est exposé à la chaleur d’un incendie. C’est notamment le cas de mousses auxquelles ont été rajoutés des moyens retardateurs de feu.

Le prix

« Le nerf de la guerre…! »

A performance égale on choisira le matériau le moins cher. Il faut cependant raisonner en coût global, et tenir compte, non seulement du coût de l’isolant mais aussi de sa mise en œuvre.
Lorsqu’ils sont posés dans les planchers, les isolants correctement posés et protégés des agressions extérieures, ne nécessitent aucun entretien et leurs durées de vie ne posent pas de problème particulier.

Épaisseur calculée de l’isolant

Remarque.

Les calculs ci-dessous sont faits avec l’hypothèse que le plancher est étanche à l’air. Dans le cas contraire, les mêmes épaisseurs d’isolant peuvent mener à une valeur U (anciennement k) 2,5 fois plus élevée que celle prévue.
Un plancher lourd ne pose généralement pas de problème de courant d’air.
Pour éviter les courants d’air à travers les planchers légers on choisira une finition inférieure de type :

  • plafonnage;
  • plaques de carton-plâtre correctement rejointoyées;
  • ou des panneaux de fibres de bois liées au ciment, avec enduit.

Le plafond n’est, par contre, pas rendu étanche par une finition en lambris ou planchettes.
Il ne l’est, bien sûr, pas non plus dès que la finition intérieure est perforée pour des canalisations électriques ou pour une autre raison. Si le passage de canalisation est nécessaire, celles-ci passeront dans un vide technique aménagé entre un écran à l’air et la finition intérieure.

Calcul précis

L’épaisseur « di » de l’isolant se calcule par la formule suivante :

 

1/U

 = [1/hi + d1/λ1 + d2/λ2 + … + di/λi + Ru + 1/he]
<=> di = λi [(1/U) – (1/hi + d1/λ1 + d2/λ2 + … + Ru + 1/he)]

où,

  • λi est le coefficient de conductivité thermique de l’isolant,
  • U est le coefficient de transmission thermique de l’ensemble « plancher des combles + versants de toiture » à atteindre (exemple : 0,3 W/m²K),
  • he et hi les coefficients d’échange thermique entre le toit et les ambiances extérieure et intérieure valant respectivement 23 W/m²K et 8 W/m²K,
  • dx/λ la résistance thermique des autres couches de matériaux,
  • Ruest la résistance thermique des combles. Elle comprend la résistance thermique de l’espace d’air et la résistance thermique de la toiture (en pente).

Le tableau ci-dessous donne les résultats des calculs pour des toitures sans sous-toiture et pour différents modèles d’isolation de plancher.

+

Valeur U sans isolation [W/(m² x K)]

 

 Epaisseur (en mm) d’isolant nécessaire pour obtenir :

U < 0,4 W/(m² x K)

 Epaisseur (en mm) d’isolant nécessaire pour obtenir :

U < 0,3 W/(m² x K)
plancher  :

0.045
W/(mK)

 PUR

0.035
W/(mK)

 XPS

0.040
W/(mK)

 MW, EPS

0.045
W/(mK)

 PUR

0.035
W/(mK)

 XPS

0.040
W/(mK)
Plancher léger étanche à l’air; sans aire de foulée.

 4 > 101 > 79 > 90 > 139 > 108 > 123
Plancher léger étanche à l’air; avec aire de foulée.

 1.8 > 88 > 68 > 78 > 125 > 97 > 111
Plancher lourd étanche à l’air. 3.3 > 99 > 77 > 88 > 136 > 106 > 121

Calcul simplifié

La valeur U d’une toiture est presque uniquement déterminée par la couche isolante. Pour simplifier le calcul, on peut négliger la résistance thermique des autres matériaux.
La formule devient alors :

ei = λi ((1/ U) – (1/he + 1/hi) [m]

Pour U = 0,3 W/m²K,

ei = λi ((1/ 0,3) – (1/23 + 1/8 )) m
 

= λi x 3,16 [m]

L’épaisseur ne dépend plus que du choix de l’isolant et de son λ i.
L’épaisseur ainsi calculée doit être adaptée aux épaisseurs commerciales existantes.

Exemple.

Si l’isolant choisi est la mousse de polyuréthane (PUR)

Son λi vaut 0.039 W/mK (suivant NBN B62-002)

ei = 0.039 x 3.16 = 0.12324 m

L’épaisseur commerciale : 13 cm (par exemple : 6 + 7 cm).

calculs

 Pour estimer vous-même, de manière simplifiée, l’épaisseur suffisante d’un isolant, cliquez ici !

Conseils généraux de mise en œuvre de la couche isolante

> L’isolant est mis en œuvre conformément aux prescriptions de son agrément technique.

> L’isolant doit être placé sur toute la surface du plancher sans oublier les éventuelles parties verticales, les trapes d’accès, etc.

> Les joints entre les différents panneaux isolants et entre les panneaux isolants et les gîtes (planchers légers) doivent être bien fermés.

Pourquoi ?

L’air chauffé à l’intérieur d’un bâtiment se dilate. Il devient ainsi plus léger et monte. Il est alors remplacé par de l’air plus froid qui se réchauffe à son tour. Il s’établit ainsi une circulation d’air dans le local. C’est la convection. Dans une toiture, le même phénomène de rotation de l’air peut se développer autour des panneaux isolants si les joints ne sont pas fermés correctement. Il s’en suit des pertes de chaleur importantes et des risques de condensation dus à la vapeur d’eau dans l’air.

> Pour la même raison que ci-dessus et pour éviter les ponts thermiques, l’isolation de l’enveloppe doit être continue. La couche isolante de la toiture doit être raccordée avec les couches isolantes des autres parois du volume protégé. Par exemple :

  • L’isolant du plancher doit être en contact avec l’isolant des murs extérieurs et des éventuels murs intérieurs du grenier;
  • Il doit être dans le prolongement et en contact avec le dormant du trapillon isolant des accès.
  • Il doit être en contact avec l’isolant autour du conduit de cheminée.

> Les panneaux isolants ne peuvent être perforés pour la pose de conduite, etc.

> Les panneaux isolants doivent être protégés et manipulés avec précaution pour éviter les écrasements, les déchirures, l’eau, la boue.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir l’étanchéité [isolation de la toiture plate]

Membranes bitumineuses bicouches

Toutes les membranes bitumineuses utilisées seront toujours du type bitume amélioré APP ou SBS.

Les deux produits sont équivalents en qualité. Les membranes APP résistent mieux à la chaleur, mais sont plus difficiles à poser par temps froid. Les membranes SBS doivent être protégées des rayonnements UV (généralement par des paillettes d’ardoise).

Il existe des membranes bitumineuses, dont le comportement au feu est amélioré.

Les systèmes multicouches offrent plus de garanties en cas d’erreur de mise en œuvre au niveau de l’assemblage des lés.

La plupart des entreprises spécialisées dans la pose d’étanchéités bitumineuses sont capables de poser correctement une étanchéité multicouche (par opposition à une étanchéité monocouche).

Lorsque le bâtiment doit être mis à l’abri alors qu’il n’est pas encore achevé, et que la toiture risque d’être abîmée par la fin des travaux, le système multicouche offre la possibilité de protéger provisoirement le bâtiment avec la première couche, et de n’achever le travail par la pose de la dernière couche, que lorsque le bâtiment est complètement achevé.

Lorsqu’en cas de fuite les dégâts risquent d’être très importants, on préférera une étanchéité multicouche qui présente moins de risques d’infiltration.

Si l’on perçoit qu’une rénovation ultérieure de la toiture sera difficile ou coûteuse, on optera, dès le départ, pour un système plus fiable. Une rénovation peut être rendue difficile par la présence d’une couche de protection impossible ou lourde à déplacer, des difficultés d’accès, etc.

Si pour accéder à des appareillages, il est nécessaire de circuler souvent sur la toiture, mieux vaut prévoir une étanchéité multicouche qui résiste mieux au poinçonnement accidentel.

Membranes bitumineuses monocouches

La pose d’un système monocouche requiert de l’entreprise chargée de l’ouvrage une grande expérience et une bonne formation.

Lorsqu’on souhaite un investissement minimal (tout en sachant que l’entretien après quelques années risque de nécessiter de gros frais), on peut se contenter d’une étanchéité bitumineuse monocouche.

Lorsque l’on peut contrôler facilement l’exécution des recouvrements et pratiquer un essai d’étanchéité à l’eau en mettant la toiture sous eau, on peut se contenter d’une étanchéité bitumineuse monocouche.

Membranes synthétiques

Les membranes synthétiques en hauts polymères offrent des résistances mécaniques élevées, des résistances au feu, et des résistances chimiques qui varient d’un matériau à l’autre. On choisira une membrane synthétique principalement pour ses caractéristiques particulières.

Parmi celles-ci, deux seulement sont utilisées de manière significative, un plastomère : le PVC, et un élastomère : l’EPDM.

Le comportement au feu du PVC et de l’EPDM traité « NO-FLAM » est satisfaisant.

Le prix des membranes synthétiques (suffisamment épaisses pour garantir des qualités mécaniques suffisantes) est généralement plus élevé que celui des membranes bitumineuses. Pour réduire le prix de ces membranes, on en réduit parfois l’épaisseur, ce qui les fragilise malgré leurs qualités évidentes.

Ces membranes étant monocouches, leur mise en œuvre nécessite un soin particulier. De plus, les techniques de soudage et de fixation étant particulières à chaque matériau, le personnel chargé de poser les membranes doit être formé à ces techniques et être hautement qualifié.

Certaines membranes nécessitent des conditions atmosphériques très favorables pour pouvoir être mises en œuvre.

Que faire dans certains cas ?

Type d’étanchéité
Ma toiture a des formes compliquées. oui bitumineuse
non pas de préférence
L’étanchéité est facile à remplacer en cas de problème. oui pas de préférence
non bitumineuse bicouche
On prévoit une circulation technique fréquente sur la toiture. oui bitumineuse bicouche ou synthétique épaisse
non pas de préférence
Je veux payer le moins possible. oui bitumineuse monocouche
non pas de préférence
Je peux contrôler facilement l’exécution. oui pas de préférence
non bitumineuse bicouche
Une fuite aurait des conséquences graves. oui bitumineuse bicouche
non pas de préférence
Je dispose d’un personnel qualifié et expérimenté pour réaliser la toiture. oui pas de préférence
non bitumineuse bicouche
Je dois protéger provisoirement mon bâtiment avant la fin des travaux. oui bitumineuse bicouche en deux phases
non pas de préférence
Je suis dans un environnement particulier. oui synthétique adapté
non pas de préférence
Les conditions atmosphériques risquent d’être mauvaises pendant le chantier. oui je vérifie les limites de mise en œuvre de la membrane choisie
non pas de préférence
Les risques liés à un incendie sont importants. oui synthétique ou bitumineux « ANTI-FEU »
non pas de préférence
Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Concevoir les détails : la trappe d’accès [isolation]

Trappe d’accès

Schéma trappe d'accès.

  1. Structure portante (gîtes).
  2. Pare-vapeur.
  3. Trappe d’accès.
  4. Isolant.

Détails

Schéma détails isolation trappe d'accès.

  1. Structure portante (gîtes).
  2. Pare-vapeur.
  3. Trappe d’accès.
  4. Isolant.
  5. Finition intérieure (plâtre, bois, …).
  6. Charnière.
  7. « Elément décoratif de finition ».
  8. Joint mousse synthétique.

L’isolant choisi pour être placé à l’intérieur de l’ouvrant est peu perméable à la vapeur : il s’agit d’une mousse synthétique, par exemple.

« Un élément décoratif de finition » placé entre la finition intérieure et la structure en bois de la trappe assure l’étanchéité à l’air entre ces deux éléments. Cette étanchéité est complétée par des joints de mousse synthétique.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Isoler un mur par l’intérieur

Isoler un mur par l'intérieur

Attention ! L’isolation par l’intérieur est la seule technique possible lorsque l’aspect extérieur de la façade doit rester inchangé. Cependant, cette technique d’isolation est délicate et peut engendrer des problèmes. Ainsi, beaucoup d’architectes belges l’évitent.

Les vérifications préliminaires et précautions ci-dessous permettent simplement de se mettre le plus possible du côté de la sécurité !

Vérifications et mesures préliminaires

Le mur doit être en bon état

Lorsqu’on isole un mur plein par l’intérieur, les variations de température hiver-été et au cours d’une même journée, deviennent plus importantes. Ce qui augmente les contraintes dans la maçonnerie et peut mener à des fissurations.
Si le mur est déjà fissuré, on peut s’attendre à des dégradations suite à l’apport d’une isolation par l’intérieur.

Le mur doit être sec et protégé contre toute pénétration d’eau

Le mur doit être sec et protégé de toute pénétration d’eau de pluie, protégé contre les remontées capillaires et ne plus contenir d’humidité de construction.

L’étanchéité à l’eau de pluie d’un mur plein dépend de son type et de son état.

Lorsque le mur est isolé par l’intérieur, l’eau à l’intérieur de la maçonnerie engendre les 2 désagréments suivants :

  • Vu l’abaissement de la température moyenne d’hiver d’un mur isolé par l’intérieur, le séchage est ralenti. L’humidification prolongée de la maçonnerie peut favoriser une dégradation de la maçonnerie par le gel.

   

Gel de la maçonnerie.

En outre, lorsqu’une maçonnerie humide a fait l’objet d’une intervention pour la protéger, il y a lieu d’attendre son séchage (6 mois à plusieurs années selon le type et l’épaisseur du mur) avant d’entamer son isolation par l’intérieur.

La disposition doit permettre de traiter les ponts thermiques

  • Les dormants des châssis doivent être suffisamment grands pour pouvoir prolonger l’isolant sur la partie latérale de la baie, en dessous du linteau, sous la tablette de fenêtre. À défaut, les châssis devront être remplacés. On profitera de l’occasion pour choisir des vitrages à haut rendement.
  • On doit vérifier la possibilité d’envisager une isolation du sol, du plafond et des murs de refend ou simplement une prolongation de l’isolant sur ces parois.

Le climat intérieur doit être « normal »

Le climat intérieur doit correspondre au plus à la classe III.
Dans des bâtiments de classe de climat intérieur IV, le risque de condensation à l’interface maçonnerie-isolant est trop important. Dans ce cas des précautions lourdes doivent être prises : une étude approfondie du système et de chaque détail doit être réalisée par un bureau d’étude spécialisé; un soin particulier doit être apporté à la mise en œuvre; les matériaux devront être judicieusement choisis etc.

L’inertie thermique doit être suffisante

On vérifiera que la capacité thermique des locaux reste suffisante malgré l’apport de l’isolation du côté intérieur des murs de façade.

Voici des indices d’un risque important de surchauffe en été :

Schéma indices d'un risque important de surchauffe en été.

  • Les cloisons intérieures sont en matériaux légers (ex. : plaques de plâtre sur structure en bois ou métallique).
  • Les plancher sont en bois.
  • Il y a beaucoup d’apports internes (éclairage artificiel, ordinateurs, imprimantes, etc.).
  • Les baies vitrées sont grandes et ont une orientation autre que « Nord ».

Voici des indices d’un risque faible de surchauffe en été :

Schéma indices d'un risque faible de surchauffe en été.

  • Les cloisons intérieures sont en matériaux lourds (béton, brique, …).
  • Les plancher sont en béton.
  • Il y a peu d’apports internes (éclairage artificiel, ordinateurs, imprimantes, etc.).
  • Les baies vitrées sont petites ou orientées au Nord.

Cependant, une faible inertie thermique peut être favorable dans le cas de locaux occupés durant de courtes périodes.

Choix du système

Il existe de nombreux systèmes d’isolation par l’intérieur.

Choix du système à panneaux isolants collés

Lorsque le mur est sec et sain et présente une surface plane, on choisit le système des panneaux collés.

Les défauts de planéité ne peuvent pas dépasser 15 mm sur une règle de 2 m. Ce système ne peut être utilisé sur des supports ayant connu l’humidité car des sels peuvent apparaître.
Ce système est le moins onéreux et demande le moins d’espace.
Il demande le décapage complet du revêtement (papier-peint, peinture, …) ou du moins aux endroits des plots ou bandes de colle.

Choix d’un système à structure

Lorsque le mur n’est pas suffisamment plan, on choisit un des deux systèmes à structure.

Ceux-ci sont plus chers mais permettent de rattraper les défauts de planéité du mur. Ces systèmes peuvent aussi être choisis si l’on ne souhaite pas enlever le papier peint ou la peinture.

Le système à panneaux composites posés sur lattage possède l’avantage, par rapport au système à panneaux isolants entre lattes, d’apporter une isolation continue. En particulier, lorsque les profilés utilisés sont métalliques, il évite les ponts thermiques au droit de chaque profilé.
Ce système permet également d’apposer une couche plus épaisse d’isolant.

Remarque.

Avec un système à panneaux isolant entre profilés métalliques, ces derniers doivent, dans certains cas, pour des raisons de résistance, être placés avec l’ouverture du « u » vers le mur. On doit veiller, dans ce cas, à ce que ceux-ci soient remplis d’isolant.

Photo système à panneaux isolant entre profilés métalliques.

Remarque.

Les deux systèmes à structure permettent de laisser un vide entre le mur extérieur et l’isolant (lorsque l’isolant est placé entre les montants, il peut être accolé à la plaque de plâtre; lorsque la hauteur n’est pas trop importante, la structure peut être auto-portante et ne doit pas être fixée contre le mur mais uniquement au sol et au plafond en laissant un espace derrière celle-ci).
Les fabricants proposent dès lors ces solutions lorsque le mur est humide.

Le CIFFUL, dans la brochure Méthodes de modification du gros-œuvre / Isolation thermique d’un bâtiment existant » relue par le CSTC ne recommande pourtant pas de laisser un vide car celui-ci, s’il y le moindre espace entre les panneaux isolants, favorise les courants de convection et engendre non seulement des pertes énergétiques mais également des risques de condensation du côté interne du mur extérieur.

En France, on recommande, dans le cas des murs humides, de ventiler la lame d’air (par l’ouverture de joints dans le haut et le bas des maçonneries).
Mais cette solution est insuffisante pour sécher efficacement la face intérieure des murs extérieurs et augmente les courants de convection.

L’isolation par l’intérieur, dans le cas d’une maçonnerie humide, reste fortement déconseillée.

Choix du système avec isolation derrière contre-cloison maçonnée

L’isolation derrière contre-cloison maçonnée permet de rajouter un matériau lourd devant l’isolant et donc de remplacer, en partie du moins, l’inertie thermique perdue.
Il demande néanmoins un plancher pouvant le supporter. Il ne pourra pas, en principe, être choisi dans le cas d’un plancher entre étages en bois.

Choix de l’isolant

Le choix d’un isolant dépend des performances à atteindre et de l’espace disponible dans les locaux à isoler. Ces critères permettent de déterminer l’épaisseur et le type d’isolant à mettre en œuvre.

Il est toujours recommandé de choisir un isolant disposant d‘un agrément technique.

Les produits minces réfléchissants font l’objet d’une polémique importante ces dernières années.

Photo produits minces réfléchissants.   Photo produits minces réfléchissants.

Qu’en penser ? Nous reproduisons en annexe le compte-rendu détaillé de l’étude du CSTC((Isolation des murs existants par l’intérieur : systèmes et dimensionnement, Les Dossiers du CSTC 2013/2.4, p.4)) à ce sujet, étude confirmée par plusieurs études scientifiques dans divers pays européens. L’affirmation des fabricants d’un équivalent de 20 cm de laine minérale est fantaisiste. Dans le meilleur des cas, un équivalent de 4 à 6 cm peut être obtenu, ce qui est souvent insuffisant.

Si ce produit connaît malgré tout un certain succès commercial, c’est parce que sa pose est très rapide (agrafage sous pression), donc intérêt de l’entrepreneur qui aime à en faire la publicité, et que le produit se présente en grandes bandes continues, assurant une très grande étanchéité au passage de l’air, donc impression d’une certaine qualité pour l’occupant.

Choix du pare-vapeur

Quand doit-on prévoir un pare-vapeur ?

Lorsqu’on utilise un isolant perméable à la vapeur (laine minérale, par exemple) celui-ci doit être précédé, côté intérieur, par un pare-vapeur de manière à éviter le risque de condensation interne.

L’utilisation d’un isolant peu ou pas perméable à la vapeur (EPS, XPS, PUR, CG) collé sur la maçonnerie, ne nécessite pas l’interposition d’un pare-vapeur pour autant que de l’air intérieur NE puisse PAS circuler entre isolant et maçonnerie.
Aussi, si ce type d’isolant est mis en œuvre entre lattes, la pose du pare-vapeur reste indispensable. Celui-ci couvre alors l’ensemble du système « isolant + lattes ».

Quel pare-vapeur choisir ?

L’évaluation du risque principal de condensation par modèle statique (comme celui de Glaser) entraîne presque systématiquement le choix d’une membrane très étanche à la vapeur du côté intérieur. On les appelle souvent les « pare-vapeurs ». Lorsque l’on affine l’analyse, il apparaît que le choix d’une membrane plus faiblement étanche à la vapeur est parfois suffisant. On parle alors de « freine-vapeur ». La valeur Sd des pare-vapeur n’est pas définie avec précision, mais en pratique, elle sera de plusieurs dizaines de mètres (par ex. 50 ou même 100 m) alors que la valeur Sd des freine-vapeur ne sera que de quelques mètres seulement (par ex. 2 m à 5 m, mais rarement plus de 10 m).

Le choix d’un freine-vapeur, plus ouvert au passage de la vapeur, permet souvent de se prémunir du risque, dit secondaire, de condensations internes en été ou au printemps, ou quand la pression de vapeur est plus importante à l’extérieur qu’à l’intérieur et que la vapeur a donc tendance à traverser la paroi de l’extérieur vers l’intérieur. En effet, le flux de vapeur n’est pas complètement bloqué vers l’intérieur ce qui facilite le séchage du mur.

D’autres membranes, dites intelligentes, sont de ce point de vue encore plus adaptées. En effet, leur perméabilité à la vapeur évolue avec l’humidité relative. Elles sont conçues pour être relativement fermées à la vapeur quand l’humidité relative est faible et pour s’ouvrir au passage de la vapeur quand l’humidité relative est plus élevée. Ce principe est illustré ici.

Outre les risques de condensations, il est important de faire remarquer que certains matériaux dits hygroscopiques, comme le bois et les matériaux dérivés du bois, mais aussi d’autres matériaux comme la terre crue, ont le pouvoir de réguler l’humidité de l’ambiance intérieure en captant l’humidité en excès pour la restituer plus tard, atténuant ainsi les effets désagréables d’ambiances trop sèches ou trop humides. On parle alors parfois d’inertie hydrique par analogie avec l’inertie thermique. Malheureusement, peu de valeurs sont disponibles. Ce domaine devrait faire l’objet de recherches complémentaires et dépasse le cadre d’Énergie+. Remarquons seulement que la présence d’une membrane atténue fortement l’effet hygroscopique des couches sous-jacentes, et notamment celui de l’isolant.

Remarquons enfin que la présence d’une membrane, en plus de permettre la régulation de la vapeur, permet aussi de bloquer le passage de l’air et donc d’éviter le risque de condensation par convection, pour autant bien sûr que la mise en œuvre soit d’une qualité irréprochable (notamment au niveau des nœuds constructifs).

Comment assurer la continuité de la fonction « pare-vapeur » :

Lorsque la fonction « pare-vapeur » est assurée par les panneaux, la continuité de la fonction « pare-vapeur » est assurée en fermant les joints entre panneaux ou entre panneaux et raccords au moyen :

  • soit, de bandes adhésives,
  • soit, de mousse injectée,
  • soit, de mastic.

Lorsque le système nécessite un pare-vapeur indépendant, celui-ci doit être placé avec recouvrements. Les recouvrements et les raccords doivent être fermés au moyen :

  • soit, de bandes adhésives,
  • soit, de joints comprimés.

Il faut vérifier auprès des fabricants que le produit assurant la continuité du pare-vapeur proposé corresponde à la classe du pare-vapeur demandé.

Pose de l’isolation par l’intérieur

Principes à respecter

  • L’isolant doit être posé de manière continue, en particulier aux angles des parois, afin de ne pas créer de pont thermique et d’éviter ainsi la condensation superficielle.
  • Le pare-vapeur doit également être posé de manière continue, les raccords doivent être rendus étanches.
  • Il faut prévoir une finition intérieure étanche à l’air sur toute la surface.
    De manière à éviter la condensation interne par convection, il faut fermer toutes les ouvertures qui permettraient à l’air intérieur de circuler derrière la couche isolante. Les points délicats sont :

    • La jonction entre mur et plafond.
    • La jonction entre mur et plancher (les panneaux isolants sont, en général, butés en tête sous le plafond. Il s’ensuit que le jeu nécessaire à la pose du panneau se retrouve en pied. Cet espace doit être calfeutré avant la pose de la plinthe).
    • La jonction avec les baies.
    • Les percements pour le passage des gaines et canalisations diverses, incorporations des boîtiers, etc.

Le calfeutrement de ces points est également indispensable pour éviter les infiltrations d’air de l’extérieur vers l’intérieur du bâtiment.

Remarque : les paragraphes ci-dessous s’inspirent de la brochure « Méthodes de modification du gros-œuvre – isolation thermique d’un bâtiment existant ».

Panneau isolant composite – pose par collage

  1. Mur existant.
  2. Panneau composite.
  3. Plots de colles.
  4. Isolant.
  5. Pare-vapeur éventuel.
  6. Finition

Panneau isolant entre lattes

1. Latte, ayant l’épaisseur de l’isolant,
fixée mécaniquement à la maçonnerie et réglée à l’aide de cales.
L’entre axe des lattes est d’environ 40 cm.

  1. Mur existant (avec ou sans enduit de finition intérieur).
  2. Isolant légèrement compressible afin de remplir aussi complètement que possible l’espace disponible entre lattes et entre le mur et le pare-vapeur.
  3. Pare-vapeur. La technique la plus aisée est d’agrafer, sur les lattes, un film en matière plastique (d’épaisseur > 0,2 mm) qui correspond à un pare-vapeur de classe E2. Le recouvrement entre lés est agrafé et recouvert d’une bande adhésive.
  4. Panneau de finition : par exemple, plaque de plâtre enrobé de carton. Les joints entre plaques et les têtes de vis sont fermés et recouverts au moyen d’un enduit de finition.

Panneau isolant composite – pose sur lattage

  1. Mur existant (avec ou sans enduit de finition intérieur).
  2. Un isolant légèrement compressible est posé entre les lattes fixées mécaniquement à la maçonnerie et dont le réglage est assuré à l’aide de cales.
  3. Les panneaux composites sont fixés mécaniquement sur les lattes à l’aide de vis. La pose des panneaux doit être bien jointive et les joints bien fermés à l’aide d’un enduit de finition.

Détails d’exécution

Remarque : cette partie s’inspire de la brochure Méthodes de modification du gros-œuvre – isolation thermique d’un bâtiment existant.

Isolation autour de la baie

Pour ne pas provoquer de pont thermique et de risque de condensation superficielle autour de la baie, l’isolation thermique doit être prolongée jusqu’à la menuiserie.

      

  1. Mur existant avec enduit de finition.
  2. Isolant thermique (posé entre latte par exemple).
  3. Pare-vapeur éventuel.
  4. Panneau de finition.
  5. Retour d’isolation collé à la maçonnerie (épaisseur de minimum 2 cm).Si après avoir disqué l’enduit de finition existant, il n’y a pas assez de place pour le retour d’isolation, il faut remplacer le châssis par un châssis à dormant plus large.
  6. Prolongement du pare-vapeur jusqu’à la menuiserie ou pose d’un isolant peu perméable à la vapeur (mousse synthétique, par exemple).
  7. Joint souple d’étanchéité pour empêcher toute infiltration d’air intérieur derrière l’isolant.
  8. Nouvelle tablette.

Pour augmenter les performances thermiques du retour d’isolation, la finition autour de la baie peut être réalisée en bois (ébrasement et tablette).

  1. Joint souple d’étanchéité.
  2. Ebrasement et chambranle en bois.
  3. Finition angle.

Plancher en bois entre étages

Dans le cas d’un plancher en bois, l’extrémité du gîtage de celui-ci qui vient s’encastrer dans la maçonnerie atteint des températures plus basses qu’avant isolation par l’intérieur. Alors qu’il est possible d’éviter le transfert de vapeur interne au travers du mur par l’usage d’un pare-vapeur, il n’existe pas de moyen efficace pour éviter ce transfert au niveau du plancher. Ainsi, il y a risque de condensation à proximité des têtes de gîtes ou de solives et possibilité de pourrissement.

  1. Plancher.
  2. Solive.
  3. Condensation.

Jonction avec murs de refend (ou plancher béton entre étages)

Pour supprimer le pont thermique au droit des murs de refend, il faut éventuellement prolonger l’isolation du mur de façade contre le mur de refend.

Pont thermique non traité

Pont thermique traité

  1. ED = 80 mm (polystyrène expansé, mousse de polyuréthane ou laine minérale).
  2. ER = 30 mm (polystyrène expansé ou laine minérale).
  3. ER = 20 mm (mousse de polyuréthane).
  4. R = 30 cm.

Ce retour d’isolation peut être cependant très contraignant au niveau esthétique.

De plus, cette mesure concerne plus spécifiquement les logements avec les températures et les productions d’humidité qui leur sont propres. Dans les immeubles de bureaux, par exemple, où la production de vapeur est moins importante et qui, en général, sont équipés d’une ventilation, il faut reconsidérer la nécessité de cette mesure. Il faut évaluer le risque de condensation superficielle sans retour d’isolation à partir des conditions réelle.

Évaluer

 Savoir comment évaluer le risque de condensation à partir des données propres à votre bâtiment.

Évaluer

 Voir, par un exemple, comment évaluer concrètement le risque de condensation au droit d’un pont thermique dans un immeuble de bureau.

Travaux annexes

Remarque : cette partie s’inspire de la brochure « Méthodes de modification du gros-œuvre – isolation thermique d’un bâtiment existant ».

Déplacement des équipements existants

Les installations électriques (prises et interrupteurs)

  1. Espace technique.

Les canalisations d’eau

Elles sont disposées dans un espace technique (1) ménagé entre l’isolant (ou le pare-vapeur) et la finition.

Détail en plan et en coupe :

     

  1. Isolant posé entre lattes
  2. Pare-vapeur placé sans interruption
  3. Latte fixée à la maçonnerie
  4. Latte supplémentaire servant d’entretoise
  5. Tube électrique
  6. Boîtier électrique

Les canalisations d’eau

Les canalisations encastrées avant rénovation (isolation par l’intérieur) sont réchauffées par l’ambiance intérieure.

Si aucune précaution n’est prise lorsqu’on isole par l’intérieur, la maçonnerie, et avec elle, la canalisation sont directement exposées au climat extérieur et donc au gel.

Il existe différentes solutions pour protéger la canalisation contre le gel.
Solution n°1 : déplacer le tuyau et le laisser apparent.

Solution n° 2 : (peu pratique) agrandir la saignée dans laquelle se trouve la canalisation et introduire un isolant thermique (mousse expansée, par exemple.)

Solution n° 3 : déplacer le tuyau et le placer dans un espace technique ménagé entre l’isolant (ou le pare-vapeur) et la finition.

Attention : ne pas traverser le pare-vapeur avec le tuyau !

Les radiateurs

Les radiateurs doivent être déplacés et fixés à la nouvelle paroi. Dans ce cas, la structure doit être renforcée.
Le radiateur peut également être posé sur un pied fixé au sol.

  1. Tablette
  2. Isolant imperméable à la vapeur collé à la maçonnerie
  3. Isolation entre lattes
  4. Pare-vapeur
  5. Radiateur
  6. Joint d’étanchéité (mastic)
  7. Canalisation de chauffage
  8. Renfort (lattes bois)

Remplacement des châssis

Lorsqu’on améliore l’isolation du mur de façade, on profitera de l’occasion pour remplacer les châssis anciens par des châssis avec double vitrage à basse émissivité.
On choisit des châssis avec de larges dormants de manière à avoir de la place pour l’isolant.

Sol

Lorsque l’isolation des murs est prolongée par l’isolation du sol, cela exige de créer une marche au niveau de l’accès aux autres locaux.

Ventilation

Une ventilation suffisante doit être assurée dans le local isolé par l’intérieur de manière à éviter les problèmes de condensation.

Concevoir

 Pour savoir comment assurer une ventilation suffisante.

N’hésitez pas également à consulter notre page consacrée aux isolants biosourcés.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Comparer les critères de choix [protection solaire]

Récapitulatif des protections et des critères de choix

+ + Très bon + Bon 0 Moyen – Mauvais – – Très mauvais

Protections extérieures

Brise-soleil

+ + + + + + – – + + 0 + + 0 – – + +

Stores
vénitiens

+ + + + + – – + + + + + + + –
Stores
enroulables 		+ + + + 0 – – – + + – + + + + + +
Eléments
architecturaux 		+ + + + + + – – + + 0 + + – – – – + + +
Auvents + + + + + + – – – – + + + + + + – – +
Stores
projetés à
l’italienne 		+ + + + + – – – – + + + + + + +

Protections intérieures
Stores
enroulables
et plissés
 en tissu 		– + + 0 0 + + + – – + + + + +
Stores
enroulables
et plissés
réfléchissants 		+ + + – + + 0 + + – – + + + +
Stores
vénitiens
et à lamelles
verticales 		– – + + + + – – + + + – + + + +
Films
adhésifs 		– – à + + – à + + – à + – – à + + + + – – + + + + – à + + + +

Protections intégrées au vitrage
Stores
vénitiens 		+ + + + + + + + + + + + + – – + – –
Stores
enroulables 		+ + + + – + + + + + + + + – – + + – –

Outil PROSOLIS, comparaison des complexes vitrages-protections solaire

copie écran PROSOLIS

Vous devez choisir une protection solaire spécifique ? un type de vitrage et une protection solaire ? L’outil PROSOLIS est là pour vous aider !

Développé par l’UCL (Architecture et Climat) et le Centre Scientifique et Technique de la Construction (CSTC) en 2015, cet outil est accessible gratuitement à l’adrese : www.prosolis.be

Il permet de comparer facilement et en fonction du contexte (orientation – type de bâtiment) les performances thermiques et visuelles de différents complexes « vitrages – protections solaires parallèles au vitrage « .

Eté 2008 : Brieuc.
22-08-2008 : 1er passage de mise en page [liens internes, tdm, en bref !, rapide passage général sur la mise en page de la feuille] – Sylvie
22-09-2008 : WinMerge ok – Sylvie
Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir un système de toiture plate

Choisir un système de toiture plate

Quels sont les critères de qualité d’une toiture plate ?

Une toiture plate de bonne qualité doit :

Etre étanche (même au droit des raccords) à la pluie, à l’air et à la neige

  • La membrane d’étanchéité doit avoir été correctement posée par des spécialistes et suivant les prescriptions du fabricant.
  • La membrane d’étanchéité sera de préférence multicouche.
  • Les raccords doivent être conformes aux règles de l’art, et les remontées d’étanchéité doivent être suffisamment hautes.
  • Les pontages des joints actifs doivent être adaptés aux mouvements.

concevoir 

 Pour choisir la membrane d’étanchéité, cliquez ici !

Evacuer les eaux de pluie et de fonte de neige

  • Les pentes doivent être suffisantes.
  • Les évacuations des eaux pluviales doivent être correctement dimensionnées.
  • L’eau de pluie doit pouvoir déborder sans risque et visiblement en cas d’obstruction des évacuations.

Isoler thermiquement les locaux et la structure du bâtiment

  • L‘isolation doit être suffisamment performante (épaisseur et résistivité thermique).
  • L’isolation doit être continue.

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 Pour choisir l’isolant thermique, cliquez ici !

Résister aux contraintes mécaniques au niveau de toutes les couches (support, isolant, étanchéité, protection)

  • La toiture doit résister aux charges d’utilisation (charges permanentes, charges mobiles, charges localisées, charges réparties).
  • La toiture doit être capable de supporter la neige.

concevoir 

 Pour déterminer la résistance à l’écrasement de l’isolant existant, cliquez ici !
  • La toiture doit être prévue pour son usage (circulable pour les véhicules, pour les piétons, pour l’entretien, …)

concevoir 

Pour déterminer la protection nécessaire, cliquez ici !
  • La toiture doit résister au vent.

concevoir 

 Pour déterminer l’accrochage nécessaire, cliquez ici !

Résister aux agents physiques et chimiques extérieurs

  • La membrane d’étanchéité doit résister à l’érosion éolienne et hydraulique.
  • La toiture doit résister aux chocs thermiques et au gel.
  • La membrane d’étanchéité doit résister aux rayonnements ultra-violets (UV) ou être protégée de ceux-ci.
  • La membrane d’étanchéité doit être adaptée pour résister à la pollution chimique acide de l’environnement extérieur auquel elle est exposée.

Techniques

 Pour connaître les caractéristiques des différentes membranes d’étanchéités, cliquez ici !

Ne permettre aucune condensation interne

  • Le pare-vapeur doit être continu.
  • La toiture doit être étanche aux courants d’air.

concevoir 

 Pour vérifier le bon choix et la bonne pose du pare-vapeur, cliquez ici !

Etre facile à entretenir et à réparer

améliorer 

 Pour savoir en quoi consiste l’entretien de la toiture plate, cliquez ici !

Subsidiairement, isoler phoniquement les locaux de l’environnement extérieur

Quand réaliser une toiture chaude ?

Lorsque l’isolant est pris en sandwich entre 2 étanchéités (le pare-vapeur en dessous et la membrane au-dessus), on appelle cela une toiture chaude.

Schéma toiture chaude.

A utiliser le plus souvent possible
C’est actuellement la technique la plus utilisée.

On préférera la toiture chaude à la toiture inversée pour sa facilité d’entretien, particulièrement lorsque l’environnement est fortement boisé (chute des feuilles, germination et développement de plantes).

On préférera également la toiture chaude lorsque le lestage du complexe isolation-étanchéité n’est pas possible à cause du manque de portance du support.

Avantages

  • Risque de condensation interstitielle facilement maîtrisable par le choix d’un pare-vapeur adéquat et pour les cas les plus difficiles d’un isolant étanche à la vapeur d’eau (verre cellulaire).
  • Possibilité d’utiliser des matériaux isolants à la conductivité thermique  très faible (ex : PUR)
  • Entretien facile.
  • Charge pondérale réduite (pas besoin de lester).
  • Remontées verticales d’isolant possibles autour des obstacles.
  • Si le support de toiture est massif, l’inertie thermique est préservée.
  • Protection et préservation de l’isolant par la membrane de l’étanchéité.
  • Protection du bâtiment (contraintes thermiques, dilatation, gel,…)

Inconvénients

  • Encombrement important pour des niveaux d’isolation élevés.
  • Séchage impossible de l’isolant en cas d’infiltration.

Quand réaliser une toiture inversée ?

Lorsque l’on pose l’isolant au-dessus d’une toiture existante, on réalise une toiture inversée.

Schéma toiture inversée.

Le principal avantage de la toiture inversée est la protection thermique de la membrane d’étanchéité et l’absence de dégradation importante de l’isolant en cas de fuite.

Alors que la toiture chaude est réalisable dans tous les cas, la toiture inversée n’est possible que :

  • Lorsque les rives du toit sont suffisamment hautes pour déborder d’au moins 5 cm la face supérieure de l’isolant.

  • Lorsque la forme de la toiture n’est pas trop compliquée (impossibilité de réaliser des remontées de l’isolant d’une toiture inversée).

  • Lorsque le support a une masse d’au moins 300 kg/m² (+/- 13 cm de béton armé) afin de parer au risque de condensation du fait de l’eau de pluie froide.
    L’eau qui s’infiltre sous l’isolant entraîne des déperditions calorifiques. Le déphasage entre le début des précipitations et la chute maximale de la température en sous-face du plafond augmente en fonction de l’inertie thermique qu’offre le support. Si celle-ci est importante, la suspension de la fonction isolante ne se fait sentir que très progressivement et retarde l’apparition de la condensation de surface. Dans le cas contraire, le risque augmente.
    Les toitures inversées de type léger (tôles profilées par exemple) sont sujettes après quelques minutes à des phénomènes de condensation en sous-face lorsque des précipitations coïncident avec des humidités relatives élevées à l’intérieur du local.

Avantages

  • Pas de risque de condensation interstitielle (l’isolant doit être posé en une seule couche)
  • Protection de la membrane d’étanchéité des variations thermique et des rayons UV. (NB : les membranes d’étanchéité actuelles résistent parfaitement à ces contraintes)
  • L’isolant (étanche à l’eau) ne risque pas d’être gorgé d’eau en cas de fuite à travers la membrane d’étanchéité.
  • Si le support de toiture est massif, l’inertie thermique est préservée.
  • Protection du bâtiment (contraintes thermiques, dilatation, gel,…).

Inconvénients

  • Performances thermiques de l’isolant réduites (mouillé). Nécissité donc d’augmenter l’épaisseur d’environ 20% pour compenser.
  • Encombrement encore plus  important que la toiture chaude pour des niveaux d’isolation élevés. Dans ce cas on préconisera plutôt la toiture mixte : superposition  toiture chaude + toiture inversée.
  • Les remontées verticales autour des obstacles ne sont pas possibles. À ces endroits la technique de la toiture chaude doit être appliquée.
  • Poids important dû au lestage que doit supporter la construction.
  • Entretien difficile à cause du lestage. Pente maximale de 5°.

Quand réaliser une toiture combinée ?

Lorsqu’une isolation est rapportée au-dessus d’une première couche isolante, on parle de toiture combinée .

Schéma toiture combinée.

On adoptera cette technique lorsqu’une valeur d’isolation élevée est exigée et que l’épaisseur de l’isolant à mettre en place est importante.

La couche inférieure d’isolant sert également sur certains supports à faciliter la pose de l’étanchéité.

Avantages

  • Protection de la membrane d’étanchéité contre les chocs thermiques et le rayonnement ultraviolet, et de ce fait, ralentissement de son vieillissement.
  • Diminution des risques de condensation sous la membrane d’étanchéité en cas de précipitation lors de conditions climatiques intérieures sévères.
  • Protection du bâtiment des variations de température, et par conséquent, des dilatations et contraintes thermiques, du gel et des condensations.

Inconvénients

  • Ce système n’est conseillé que lorsque des couches d’isolation très épaisses sont nécessaires.
  • Entretien plus difficile que pour une toiture chaude non lestée.

Quand isoler par l’intérieur ou isoler le faux plafond ?

Toiture froide.

Isolation sous le support.

Faux plafond isolant.

A éviter !

La pose d’un pare-vapeur continu est difficile, si bien que la vapeur d’eau de l’ambiance risque de former de la condensation dans la toiture. De plus, le support est soumis aux chocs thermiques.

Enfin, il sera très difficile d’éviter les ponts thermiques au droit des murs de support de la toiture.

Schéma ponts thermiques.

Avantages

Aucun.

Inconvénients

  • Condensation : l’isolation d’une toiture plate par ce système provoque presque inévitablement de la condensation interne. Cette condensation peut entraîner l’altération de l’isolant et la suppression de son efficacité, la pourriture des planchers, le gel des matériaux, le décollement ou le ramollissement des matériaux agglomérés, le développement de moisissures, etc.
  • Chocs thermiques : un toit plat sans isolation thermique est déjà fortement sollicité par les variations de la température en sa partie supérieure. Les tensions thermiques sont cependant tempérées par la chaleur provenant de l’intérieur du bâtiment. À cause de la position de l’isolant du côté intérieur, les variations thermiques sont augmentées, et le support ou le béton de pente subissent donc des chocs thermiques importants et peuvent se fissurer. Il peuvent également entraîner des désordres dans les parois latérales contiguës et dans la membrane d’étanchéité.
  • Ponts thermiques : la pose de l’isolant sous la toiture sans interruption est difficile à cause des murs porteurs intérieurs. Les interruptions provoquent des ponts thermiques qui entraînent l’apparition de condensation de surface locale.

Quand réaliser une toiture légère isolée à l’intérieur de la structure ?

Schéma toiture légère isolée à l'intérieur.

Cette technique est délicate et nécessite une bonne maîtrise des phénomènes de condensation par un choix adéquat du freine vapeur et du matériau isolant. Cette technique ne convient pas pour des climats intérieurs très humides (Classe IV). La toiture ne peut pas être lestée ou à l’ombre pour permettre un séchage de l’isolant en été.

Avantages

  • Encombrement réduit. L’espace occupé par la structure est utilisé pour placer l’isolant. Cela permet donc d’augmenter l’épaisseur de la couche isolante.
  • Utilisation possible de matériaux hygroscopiques organiques comme de la cellulose

Inconvénients

  • Gestion délicate de la condensation interstitielle.
  • Faible inertie thermique de la toiture

Que faire si un faux plafond est nécessaire ?

Si le faux plafond est ajouré et n’est pas isolé, il ne contribue en rien à l’isolation thermique du complexe de toiture. Il ne provoquera aucun problème de condensation.

Schéma condensation.

Si le faux plafond est muni d’un matelas isolant, il risque d’y avoir de la condensation sur la face inférieure du support de la toiture dans certaines conditions d’utilisation des locaux sous-jacents. L’isolation du faux plafond doit idéalement être évitée.

Schéma, isolation du faux plafond doit idéalement être évitée.

Toutefois, si pour des raisons d’efficacité acoustique le matelas isolant ne peut être évité, on s’arrangera pour que son épaisseur soit la plus faible possible, et on rapportera sur la toiture une épaisseur d’isolation supplémentaire pour déplacer le point de rosée au-dessus du pare-vapeur.

La somme des résistances thermiques des couches situées sous le pare-vapeur ne peut excéder 30 % de la résistance thermique globale, sinon le point de rosée risque de se trouver sous le pare-vapeur avec comme conséquence, de la condensation interne.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Réparer la protection de l’étanchéité

Réparer la protection de l'étanchéité

Comment réparer les protections légères ?

Les protections légères sont fixées directement sur la membrane d’étanchéité, ce sont :

  • soit une couche de paillettes d’ardoise,
  • soit une couche de peinture,
  • soit une feuille métallique.

Elles peuvent avoir été usées ou altérées.

Évaluer

 Pour évaluer l’état de la protection légère.

Il est essentiel que cette protection reste en bon état pour éviter une dégradation de la membrane elle-même.

Le tableau ci-dessous indique en fonction du type de protection, les réparations possibles.

Type de protection

Réparations possibles
Paillettes d’ardoise Petites surfaces abîmées : collage de nouvelles paillettes
Grandes surfaces abîmées : brossage des paillettes non adhérentes et application d’une couche de peinture anti-UV compatible avec la membrane.
Peinture Nouvelle couche de peinture
Feuille métallique Petites surfaces abîmées : collage de rustines en membrane surfacée métallique
Grandes surfaces abîmées : enlèvement des parties mal fixées et application d’une couche de peinture anti-UV compatible avec la membrane.

Comment réparer les protections lourdes ?

Comme les protections légères, les protections lourdes protègent la couverture des rayons UV. En outre, par sa masse, elle assure la résistance au vent de celle-ci et la protège des agressions mécaniques.

Ce sont :

  • soit du gravier,
  • soit des dalles sur plots,
  • soit des dalles complexes isolantes,
  • soit des chapes en béton ou en mortier recouvertes ou non de dalles,
  • soit de l’asphalte coulé.

Il est donc essentiel que la protection lourde couvre toute la surface à protéger. Elle doit également rester propre pour éviter le développement en son sein d’organismes nuisibles pour la toiture elle-même ou l’environnement. En outre, elle ne peut en se dégradant, devenir elle-même une menace de blessure pour les membranes (dalles ou chapes cassées)

Évaluer

 Pour évaluer l’état de la protection lourde en gravier.

Le tableau ci-dessous indique en fonction du type de protection, les réparations possibles.

Type de protection

Réparations possibles
Gravier Remise en place, nettoyage, enlèvement des végétations.
Dalles sur plots Remplacement des dalles ou des plots cassés, nettoyage sous les dalles, réglage des niveaux.
Dalles drainantes Remplacement des parties cassées ou manquantes.
Dalles complexes isolantes Remplacement des parties cassées ou manquantes.
Chape avec ou sans dallage Ragréage des joints et parties abîmées.
Asphalte coulé Ragréage des joints et parties abîmées.
Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Concevoir le raccord entre versant isolé et pignon

Concevoir le raccord entre le versant isolé et le pignon - Quelques exemples

Isolation entre chevrons

Schéma Isolation entre chevrons- 01.

Rive non débordante – étanchéité par tuile de rive.

    1. Isolation
    2. Chevron ou fermette
    3. Isolation ou bloc isolant
    4. Mortier de scellement
    5. Sous-toiture
    6. Contre-latte
    7. Latte
    8. Rejet d’eau
    9. Tuile de rive
    10. Isolant entre chevrons
    11. Pare-vapeur
    12. Finition intérieure

Schéma Isolation entre chevrons- 02.

Rive en surplomb – étanchéité par tuile de rive.

      1. Isolation
      2. Chevron ou fermette
      3. Isolation ou bloc isolant
      4. Sous-toiture
      5. Contre-latte
      6. Latte
      7. Tuile de rive
      8. Isolant entre chevrons
      9. Pare-vapeur
      10. Finition intérieure

> Continuité de l’étanchéité à la pluie (= fonction de la couverture)

La couverture a pour objectif d’arrêter l’eau et de l’évacuer vers la gouttière. Les mesures ci-dessous indiquent comment assurer cette étanchéité au niveau du raccord mur pignon – toiture :

1. Étanchéité assurée par des tuiles de rive

Les tuiles de rive sont posées sur les liteaux de façon à déborder d’environ 2 cm de la face extérieure du pignon ou à affleurer la face extérieure de la planche de rive du débordant. Une rive non débordante peut parfois être munie d’une planche de rive par choix esthétique. Si nécessaire, les débordants de toiture permettent en choisissant leur porte-à-faux, d’adapter la largeur d’un versant étroit au module horizontal des tuiles.

2. Étanchéité assurée par tuiles ordinaires et tuiles à double bourrelet

Schéma étanchéité assurée par tuiles ordinaires et tuiles à double bourrelet.

Rive non débordante – étanchéité par tuiles à double bourrelet.

      1. Isolation
      2. Chevron ou fermette
      3. Isolation ou bloc isolant
      4. Mortier hydrofugé
      5. Sous-toiture
      6. Contre-latte
      7. Latte
      8. Tuile de rive
      9. Assise de maçonnerie en saillie
      10. Isolant entre chevrons
      11. Pare-vapeur
      12. Finition intérieure

La finition entre le haut du pignon et la couverture peut être réalisée d’un côté par des tuiles ordinaires de l’autre par des tuiles à double bourrelet.

La tuile ordinaire ou à double bourrelet est scellée au mur avec un mortier hydrofugé et repose ou non sur une assise de maçonnerie en saillie.

Un débordement de la tuile de 20 mm au moins doit être prévu pour éviter l’écoulement des eaux sur le parement extérieur.

Schéma étanchéité assurée par tuiles ordinaires et tuiles à double bourrelet.

Rive en surplomb – étanchéité par tuiles à double bourrelet et chéneau d’évacuation.

      1. Isolation
      2. Chevron ou fermette
      3. Isolation ou bloc isolant
      4. Sous-toiture
      5. Contre-latte
      6. Latte
      7. Tuile de rive
      8. Chéneau encastré avec pattes de fixation
      9. Agrafure et patte de fixation
      10. Pare-vapeur
      11. Finition intérieure

Un petit chéneau est fixé au-dessus de la sous-toiture. L’eau qui y est recueillie est acheminée vers la gouttière. La largeur du chéneau est fonction de celle du recouvrement de la tuile, de la longueur du versant et de son inclinaison. Cette solution est déconseillée dans un environnement poussiéreux (sable à la côte) ou arboré car elle présente un risque d’obstruction.

3. Étanchéité assurée par planche de rive et bavette métallique

Schéma étanchéité assurée par planche de rive et bavette métallique.

Rive revêtue d’une bavette en plomb .

      1. Isolation
      2. Chevron ou fermette
      3. Isolation ou bloc isolant
      4. Sous-toiture
      5. Contre-latte
      6. Latte
      7. Tuile
      8. Bavette en plomb
      9. Pare-vapeur
      10. Finition intérieure

Une bande métallique recouvre la planche de rive et une partie de la rangée de tuiles attenante. La malléabilité du plomb facilite la liaison entre les éléments. L’étanchéité à la pluie des rives réalisée de cette façon ne nécessite pas de tuiles spéciales; la dernière rangée de tuile doit éventuellement être meulée pour s’ajuster à la planche de rive.

Lorsque la rive est achevée par une tuile entière, la bavette en plomb doit se prolonger jusqu’à l’emboîtement; dans le cas de tuiles meulées, elle doit recouvrir toute la tuile.
Ce type de raccord entre pignon et couverture est nécessaire lorsque le pignon n’est pas parallèle à la ligne de pente.

     

Bavette rigide sur tuile entière.        Bavette rigide sur tuile meulée.

4. Généralités (tous types d’étanchéité)

Pour assurer l’étanchéité en tout temps et vu la pression du vent particulièrement importante sur les bords de la toiture, il est conseillé de fixer mécaniquement les tuiles couvrant ces bords.

Continuité de la sous-toiture

La sous-toiture est prolongée jusqu’au mur de parement ou jusqu’à la planche de rive.

Continuité de l’isolation

La couche isolante doit être continue pour éviter les ponts thermiques.

La continuité de l’isolation exige une bonne coordination entre les corps de métier. En effet, dans le cas d’une isolation entre chevrons, l’isolant de toiture est posé après la sous-toiture et la couverture. Or, la jonction de l’isolant entre le mur et la toiture ne peut être correctement réalisée que si elle est réalisée avant la pose de la sous-toiture (par l’extérieur); en effet, celle-ci condamne l’accès à cette zone.

Continuité du pare-vapeur et raccord de la finition intérieure de toiture avec celle des murs

Le pare-vapeur doit être correctement raccordé contre la face intérieure du pignon. La finition fixée sous le pare-vapeur est raccordée de manière étanche avec la finition intérieure du pignon de façon à supprimer tout risque de courant d’air à travers la toiture (voir détails ci-dessus).

Toiture « Sarking » – Étanchéité à la pluie réalisée par tuiles de rive

Schéma toiture "Sarking" - étanchéité à la pluie réalisée par tuiles de rive.

Rive à fleur de mur.

  1. Mur intérieur porteur
  2. Isolation du mur extérieur
  3. Chevron ou fermette
  4. Sous-toiture
  5. Panneau isolant
  6. Contre-latte
  7. Latte
  8. Tuile
  9. Pare-vapeur
  10. Finition intérieure

Schéma toiture "Sarking" - étanchéité à la pluie réalisée par tuiles de rive.

Rive en surplomb.

  1. Mur plein
  2. Isolation du mur extérieur
  3. Parement extérieur
  4. Chevron ou fermette
  5. Panneau isolant
  6. Sous-toiture
  7. Contre-latte
  8. Latte
  9. Tuile
  10. Planche de rive
  11. Ardoises
  12. Plafond de rive
  13. Latte de support de finition intérieure
  14. Pare-vapeur
  15. Finition intérieure

Continuité de l’étanchéité à la pluie (= fonction de la couverture)

L’étanchéité à la pluie des rives des toitures « Sarking » est réalisée de la même manière que celle des toiture isolées entre chevrons.

Continuité de la sous-toiture, de l’isolant, de l’écran étanche à la vapeur et à l’air

En général, les panneaux isolants de la toiture « Sarking » assument à eux seuls 3 fonctions de la toiture, à savoir, celle de la sous-toiture, celle de l’isolant et celle de l’écran étanche à l’air et à la vapeur. Ainsi, pour autant que les panneaux soient posés correctement, la continuité à ces 3 niveaux est assurée.
Cependant, dans le cas d’une rive en surplomb, l’isolant de toiture doit être prolongé au-delà de la jonction avec l’isolant du mur de manière à assurer la continuité de la fonction de la sous-toiture sur la largeur du surplomb.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Modèles d’isolation – plancher lourd sans aire de foulée

Modèles d'isolation - plancher lourd sans aire de foulée

L’isolation du plancher lourd de combles non circulables peut se faire par divers systèmes :

Matelas souple ou semi-rigide sur le plancher

L’isolant utilisé, en générale de la laine minérale, peut être souple (en rouleaux) ou semi-rigide (en panneaux). Les rouleaux peuvent éventuellement être revêtus d’un papier kraft et/ou d’un pare-vapeur.

Le pare-vapeur éventuel est déroulé soigneusement sur le plancher lourd.

L’isolant est ensuite déposé de façon continue, les panneaux ou rouleaux étant parfaitement jointifs. Si l’isolant est muni d’un pare-vapeur, celui-ci doit se trouver en dessous de l’isolant.

L’isolant sera correctement fixé sur les parties verticales ou inclinées.

Matelas isolant souple ou semi-rigide au-dessus d’un plancher lourd non circulable.

  1. Isolant.
  2. Pare-vapeur éventuel.
  3. Support lourd.
  4. Finition du plafond.

Panneaux rigides sur le plancher

L’isolant utilisé peut être de la mousse synthétique ou du verre cellulaire.

La face supérieure du plancher lourd doit être bien plane. Il faut donc, au besoin, l’égaliser à l’aide d’une fine chape ou de sable.

Le pare-vapeur éventuel est déroulé soigneusement sur le plancher lourd avant la pose de l’isolant.

L’isolant est ensuite déposé de façon continue.

Les panneaux en mousse synthétique sont munis de rainures et languettes, ils doivent être correctement emboîtés.

Les panneaux en verre cellulaire sont posés jointifs.
L’isolant doit être correctement fixé sur les parties inclinées ou verticales éventuelles.

Isolant rigide au-dessus d’un plancher lourd non circulable.

  1. Isolant.
  2. Emboîtement.
  3. Pare-vapeur éventuel.
  4. Egalisation éventuelle.
  5. Support lourd.
  6. Finition du plafond.

Flocons ou granulés d’isolant sur le plancher

Le matériau isolant utilisé est constitué de granulés de perlite ou de polystyrène expansé, ou de flocons de laine minérale posés en vrac sur le plancher lourd.

On sera attentif à ce que l’épaisseur soit régulière.

Lorsqu’un pare-vapeur est nécessaire, celui-ci est placé sur le plancher avant pose de l’isolant.

Isolant posé en vrac au-dessus d’un plancher lourd non circulable.

  1. Isolant en vrac.
  2. Pare-vapeur éventuel.
  3. Support lourd.
  4. Finition du plafond.

Isolant sous le plancher : une solution à éviter !

L’isolant est fixé sous le plancher lourd.

La fixation est difficile et dépend du type d’isolant.

Un pare-vapeur efficace indispensable (sauf en cas d’utilisation du verre cellulaire) est soigneusement placé sous l’isolant. Les joints seront particulièrement soignés. Il ne peut pas être déchiré.

La finition du plafond est ensuite réalisée en prenant toutes les précautions nécessaires pour éviter de blesser le pare-vapeur.

Aucune installation technique ne pourra être aménagée dans le plafond.

Le plancher lui-même ne pourra être percé.

Un espace technique pourrait éventuellement être aménagé entre le pare-vapeur et le plafond.

Toute cette mise en œuvre nécessite un soin parfait difficile à réaliser sur chantier.

Isolation en dessous du plancher lourd non circulable.

  1. Plancher lourd.
  2. Isolant.
  3. Pare-vapeur.
  4. Finition du plafond.
Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Connaître les détails techniques du mur creux

Connaître les détails techniques du mur creux

3 Principes de base

Remarque : il n’est pas possible de donner une liste exhaustive de tous les détails techniques corrects que l’on peut rencontrer dans les murs creux. Aussi, nous avons préféré expliquer les différentes fonctions à assurer au niveau thermique et montrer la façon d’y arriver dans quelques cas précis de manière à avoir « les outils » pour pouvoir évaluer l’efficacité de tout autre détail de conception.

Afin d’assurer confort et efficacité énergétique, le mur creux doit assurer 3 fonctions de base :

l’étanchéité à l’eau,
l’isolation,
l’étanchéité à l’air.

Ces fonctions doivent être assurées de manière continue. Pour ce faire, elles doivent l’être :

  • aussi bien au niveau des parties courantes des murs,
  • qu’au niveau des différents points particuliers c.-à-d. au niveau des différentes jonctions (avec un châssis, avec la fondation, avec un plancher, avec une terrasse, avec la toiture, etc.) (= « détails techniques« ).

L’étanchéité à l’eau

(contre les infiltrations d’eau de pluie, l’humidité ascensionnelle, les eaux de nettoyages, ….)

> Parties courantes : le principe même du mur creux permet d’assurer une bonne étanchéité à l’eau de pluie.
> Chaque interruption de la coulisse doit être drainée par une membrane d’étanchéité placée en escalier vers l’extérieur et des joints verticaux laissés ouverts de manière à rejeter l’eau qui a pénétré dans la coulisse.
> A chaque ouverture dans le mur (fenêtres, …), il faut veiller à ce que l’eau soit rejetée vers l’extérieur et ne puisse pénétrer à l’intérieur.
> Les matériaux doivent être protégés de l’humidité ascensionnelle, des eaux de nettoyage ou de toute autre source d’eau.

 L’isolation

> Dans les parties courantes du mur creux, l’isolation doit être continue dans la coulisse.

Une discontinuité dans l’isolation des parties courantes engendre des pertes de chaleur supplémentaires de deux types :

  • des pertes par convection  par circulation d’air autour des panneaux (principalement pour les murs à remplissage partiel de la coulisse). Un espace de 5 mm suffit pour provoquer une rotation spontanée de l’air.

Schéma isolation continue dans la coulisse.

> Au droit de chaque nœud constructif, il doit y avoir continuité de la coupure thermique. Cela suppose :

Schéma isolation et nœud constructif.

  1. soit la continuité de l’isolation (cas idéal),
  2. soit l’interposition d’un élément isolant ,
  3. soit l’équivalence de la résistance thermique par un allongement du « chemin » à faible résistance thermique.

 L’étanchéité à l’air

> Outre qu’elle diminue les déperditions thermiques, l’étanchéité à l’air est très importante car elle conditionne le bon fonctionnement de l’étanchéité à l’eau du mur creux.

Elle permet une mise en équilibre des pressions de part et d’autre de la maçonnerie de parement. En l’absence d’une barrière à l’air efficace, l’eau qui aurait traversé la maçonnerie de parement au droit d’une petite discontinuité pourrait être projetée au point d’atteindre la paroi intérieure lorsque celle-ci est exposée à des pluies accompagnées de vent.

     

Pas d’étanchéité à l’air côté intérieur.   Étanchéité à l’air côté intérieur.

Elle est assurée :

> Dans les parties courantes du mur creux, par un enduit appliqué sur le mur intérieur.
> Aux jonctions entre mur et châssis, par les joints d’étanchéité (fond de joint + mastic).

Partie courante et angle d’un mur

Schéma mur creux et étanchéité à l'eau.

L’étanchéité à l’eau

Le principe même du mur creux est d’offrir une barrière efficace à l’eau de pluie.

En effet, la lame d’air entre la maçonnerie de parement et le mur porteur intérieur constitue une interruption dans les matériaux qui permettent l’acheminement de l’eau. Elle empêche donc l’eau qui aurait pu passer au travers de la maçonnerie de parement, de continuer son chemin vers l’intérieur du bâtiment.
De plus, elle permet de récolter l’eau qui a réussi à traverser le mur de parement pour la renvoyer vers l’extérieur.

Pour que ce principe de barrière capillaire fonctionne bien, il faut cependant :

  • Que le mur intérieur soit étanche à l’air.
  • Que la coulisse (3) ait une épaisseur totale de 6 cm au moins de manière à former une véritable rupture capillaire.
    Remarquons qu’une coulisse remplie complètement d’un isolant non capillaire et hydrophobe reste une coupure capillaire.
    Dans le cas d’un mur creux isolé à remplissage partiel, la lame d’air restante doit être d’au moins 3 cm.
  • Que la coulisse soit drainée au bas du mur.
  • Que la maçonnerie de parement (1) soit, de préférence, réalisée au moyen de matériaux capillaires.
    En effet, une maçonnerie capillaire peut absorber l’eau qui a pénétré par les inévitables microfissures du parement et par les joints ainsi que l’eau qui ruisselle sur ses faces externe et interne. Ainsi des matériaux de parement capillaires engendrent des pénétrations d’eau dans la coulisse beaucoup moins rapides et abondantes que des matériaux peu capillaires.
  • Que, dans le cas d’un mur creux isolé avec remplissage intégral de la coulisse, l’isolant (4b) soit non capillaire et hydrophobe (c.-à-d. qu’il ne peut ni s’humidifier dans la masse, ni transférer l’eau qui aurait traversé la maçonnerie de parement.
  • Que les crochets (5a et 5b) soient inclinés vers l’extérieur (remplissage intégral d’isolant) ou munis de casse-gouttes (remplissage partiel d’isolant).

Précautions supplémentaires lors de l’exécution

Il ne peut pas y avoir de déchets de mortier dans la coulisse.

Les joints doivent être bien fermés, le mortier de bonne qualité.

Les joints entre les panneaux isolants doivent être fermés de manière à éviter le passage d’eau entre ceux-ci.

Dans le cas d’un remplissage partiel de la coulisse, les panneaux doivent être bien maintenus contre le mur intérieur par les rondelles de manière à empêcher tout contact entre le mur de parement et le mur intérieur càd de manière à garder efficiente la coupure capillaire que forme la coulisse.

L’isolation

  • Les panneaux isolants (4a et 4b) choisis doivent être rigides ou semi-rigides pour ne pas s’affaisser dans la coulisse.
  • Dans le cas d’un remplissage partiel de la coulisse, les rondelles doivent bloquer l’isolant contre le mur intérieur.

Précautions supplémentaires lors de l’exécution

  • Les panneaux isolants doivent être protégés et manipulés avec précaution sur chantier. Il faut éviter les écrasements, la boue, les déchirures, … afin de préserver leur structure qui est à l’origine de leur pouvoir isolant.

Schéma mur creux et isolation.

    • La surface du mur porteur doit être propre et plane de manière à assurer le contact entre mur porteur et isolant (1).
    • Les panneaux doivent être posés de manière jointive. Les joints sont, de préférence alternés. En surface on utilise des bandes adhésives pour recouvrir les joints et/ou des panneaux à emboîtement (2a). Les angles peuvent être recouverts à l’aide de bandes adhésives (2b).
    • Les crochets, qui servent, entre autres, au maintien de l’isolant contre le mur intérieur, dans le cas d’un remplissage partiel de la coulisse, doivent être en nombre suffisant : 5 par m² en surface (3a), 5 par mètre courant aux angles (3b) et 3 par mètre courant autour de la baie. Ils doivent être bien ancrés.
  • Pendant l’exécution du mur, la coulisse doit être protégé (utilisation de membranes et de voliges temporaires) contre la pluie.

L’étanchéité à l’air

L’étanchéité à l’air est assurée par un enduit (7) (plafonnage, le plus souvent) sur la face interne du mur intérieur. Celui-ci réduit fortement les infiltrations d’air dans le bâtiment.
S’il n’est pas possible d’appliquer l’enduit sur la face vue de la paroi intérieure (maçonnerie intérieure apparente), on applique un enduit de ciment du côté coulisse de ce même mur.

L’enduit est moins indispensable lorsque le creux du mur est pourvu de panneaux isolants peu perméables à l’air (tels que mousse de polyuréthane, polystyrène expansé, etc.) avec jonctions bien jointives.

Précautions supplémentaires lors de l’exécution

Les joints des maçonneries intérieures et extérieures doivent être bien fermés.

Pieds de façade

Cas d’un plancher sur terre-plein

Schéma isolation et plancher sur terre-plein.

  1. Mur de structure.
  2. Bloc isolant.
  3. Isolation sur dalle.
  4. Joints verticaux ouverts.
  5. Membrane d’étanchéité.
  6. Membrane d’étanchéité.
  7. Feuille d’étanchéité.
  8. Feuille d’étanchéité.
  9. Feuille d’étanchéité.
  10. Interruption de l’enduit.
  11. Enduit.

L’étanchéité à l’eau

  • La coulisse est interrompue au-dessus de la fondation. Il faut donc la drainer à ce niveau pour renvoyer l’eau infiltrée à l’extérieur. Ce drainage est réalisé au moyen d’une membrane d’étanchéité (5) posée « en escalier » et des joints verticaux ouverts (4) (1 joint ouvert par mètre) dans la rangée de briques de parement juste au-dessus de la membrane.
    Remarque : ces joints ne servent donc pas à uniquement à ventiler la coulisse mais aussi à la drainer.
  • La membrane (6) et la feuille d’étanchéité (7) protègent le pied du mur et la dalle sur sol contre l’humidité ascensionnelle.
  • Les feuilles d’étanchéité (8) et (9) protègent l’isolant contre les eaux de nettoyage et contre l’humidité de construction de la dalle de sol.Remarque : l’utilisation d’un soubassement est tombée en désuétude ces dernières années. Or, en plus de sa fonction architecturale, ce soubassement protégeait la maçonnerie des éclaboussures.

L’isolation

  • L’isolant sur la dalle (3) freine le transfert de chaleur par conduction vers le sol.
  • La continuité entre l’isolation du mur (1) et celle du sol est assurée par un bloc plus isolant (2) que le reste du mur (bloc de béton cellulaire ou d’argile expansée).Remarque : dans certains cas, pour des raisons de stabilité, par exemple, un bloc isolant ne peut être utilisé. Il faut alors trouver un autre moyen de neutraliser le pont thermique : on place un isolant sur le trajet de la chaleur.

       

Sans correction du pont thermique et avec correction du pont thermique.

L’étanchéité à l’air

Interruption (10) de l’enduit (11) au-dessus de la membrane d’étanchéité (5) afin que l’humidité éventuelle ne contourne celle-ci.

Précautions supplémentaires lors de l’exécution

  • Ne pas encrasser le fond de coulisse (remplissage partiel).

Risque de transfert d’eau vers le mur intérieur.

  • Aux angles du mur, réaliser des jonctions étanches de la membrane d’étanchéité.

Pliage des membranes à l’angle du mur.

Remarque : il existe des profilés d’étanchéité qui assure un raccord étanche entre les membranes aux angles intérieurs et extérieurs.

  • Dans les parties courantes, assurer une jonction étanche entre les membranes (recouvrement (30 cm) ou collage); empêcher la perforation ou le déchirement des membranes.

Cas d’une fondation profonde ou d’un sol extérieur pavé

Sol extérieur pavé ou fondation profonde.

  1. Membrane d’étanchéité.
  2. Joints verticaux ouverts.
  3. Membrane d’étanchéité.

L’étanchéité à l’eau

L’eau qui pénètre dans le mur et arrive dans la coulisse est renvoyée vers l’extérieur un peu au-dessus du niveau du sol extérieur via une membrane (1) et des joints ouverts (2). Les quelques briques de parement qui se trouvent sous terre doivent être emballées sur 3 côtés par une membrane (3) de manière à empêcher l’eau d’arriver jusqu’à la coulisse.

Pour le reste, tout est identique au cas du plancher sur terre-plein.

Précautions supplémentaires lors de l’exécution

Il faut veiller à la continuité de l’isolant de part et d’autre de la membrane d’étanchéité.

Cas d’un plancher sur vide sanitaire

Schéma isolation et plancher sur vide sanitaire.

  1. Membrane d’étanchéité
  2. Joints verticaux ouverts
  3. Membrane d’étanchéité
  4. Bloc isolant
  5. Isolant sous dalle

L’isolation

  • L’isolant sous la dalle (5) freine le transfert de chaleur par convection vers le sol.
  • La continuité entre l’isolation du mur et celle du plancher est assurée par un bloc plus isolant (4) que le reste du mur (bloc de béton cellulaire, de verre cellulaire ou d’argile expansée).

L’étanchéité à l’eau

  • La coulisse est interrompue au-dessus de la fondation. Une membrane d’étanchéité (1) posée « en escalier » et des joints verticaux ouverts (2) dans la rangée de briques de parement juste au-dessus de la membrane renvoient l’eau infiltrée à l’extérieur.
  • La membrane (3) protège le pied du mur contre l’humidité ascensionnelle.Remarque : même si l’isolant sous la dalle n’est pas étanche à l’eau, il n’a pas besoin d’être protégé.
  • contre l’humidité ascensionnelle car il n’est pas en contact avec le sol,
  • contre les eaux de nettoyage car la dalle du plancher le protège,
  • et contre l’humidité de construction car l’isolant est posé par dessous après séchage de la dalle.

Pour le reste, tout est identique au cas du plancher sur terre-plein.

Jonction avec un plancher

Schéma isolation et jonction avec un plancher.         Schéma isolation et jonction avec un plancher.

L’isolant du mur doit être continu au niveau du plancher. Le hourdi doit être placé au ras du mur intérieur.

Ainsi, les différentes fonctions de l’enveloppe sont assurées de la même manière que pour les parties courantes du mur.

Seuil de fenêtre

Schéma isolation et seuil de fenêtre.

  1. Seuil
  2. Châssis
  3. joint d’étanchéité
  4. Membrane d’étanchéité
  5. Isolant
  6. enduit
  7. Tablette
  8. Pattes de fixation

> L’étanchéité à l’eau

  • Le seuil (1) renvoie toutes les eaux qui ruissellent sur le châssis ou infiltrées dans la chambre de décompression vers l’extérieur « loin » de la maçonnerie de parement.
    Le châssis (2) doit donc être posé sur le seuil avec la sortie du conduit de drainage arrivant sur la face supérieure inclinée du seuil.

    Pour bien assurer ces fonctions, le seuil doit :
    • déborder à l’intérieur de la coulisse de 3 cm minimum (5 cm dans un cas avec volet),
    • avoir une pente minimale de 5 % sur sa face supérieure,
    • être muni d’un casse-goute permettant de maintenir les eaux à distance du parement extérieur,
    • être encastré dans la maçonnerie de manière à assurer l’étanchéité de sa jonction avec la maçonnerie (et pour des questions de stabilité),
    • être d’un seul tenant ou avec joints rendus étanches au mastic dans le cas de deux pierres consécutives.
  • Un joint d’étanchéité (3) (fond de joint + mastic) entre le seuil et le châssis empêche les infiltrations à ce niveau.
  • La coulisse est interrompue par le seuil. L’eau qui aurait pénétré par celui-ci ou entre ce dernier et le châssis est renvoyée vers l’extérieur par une membrane d’étanchéité (4) placée sous le seuil et sous la tablette intérieure « en escalier descendant vers l’extérieur ».
    Pour éliminer l’eau qui aurait pénétré dans les battées verticales, il est conseillé de prévoir une membrane d’étanchéité dans le bas de cette dernière (sous le seuil), ainsi que des exutoires de part et d’autre du seuil.

> L’isolation

L’isolant est accolé contre le dormant du châssis ainsi il y a continuité dans l’isolation. Cette disposition s’adapte particulièrement bien lorsque le châssis est placé dans le prolongement de la coulisse isolée, en battée contre la brique de parement.
Le seuil de fenêtre ne peut être en contact avec les blocs intérieurs, l’isolant (5) doit contourner celui-ci et continuer jusqu’au châssis.

> L’étanchéité à l’air

  • Un joint d’étanchéité (7) doit être prévu entre l’enduit et le châssis.

> La stabilité

Les pattes de fixation (8) reprennent les charges propres ou transmises par les menuiseries et les transmettent au mur porteur. À cette fin, de manière à avoir un bon ancrage des pattes de fixation, il faut remplir le creux des blocs de la rangée supérieure de l’allège et des pieds droits de baie avec du mortier ou du béton.
On considère en général que les supports inférieurs reprennent les charges verticales.

Remarque : en principe, des cales de support sont placées sous les montants verticaux des châssis, mais dans le cas d’un seuil en pierre, il faut éviter de trop charger celui-ci en flexion et il vaut dès lors mieux prévoir des pattes de fixation qui reprennent toute la charge.

Précautions supplémentaires lors de l’exécution

  • La membrane d’étanchéité doit être d’un seul tenant; à défaut, les joints doivent être collés ou soudés.
  • Eviter la perforation et le déchirement des membranes.
  • Les pattes de fixation doivent être bien ancrées.

Cas d’un appui métallique

> L’étanchéité à l’eau

Schéma isolation et appui métallique.

  1. Châssis
  2. Tablette.
  3. Joints d’étanchéité.
  4. Seuil métallique.
  • L’appui métallique est imperméable à l’eau, la membrane d’étanchéité sous l’appui est donc inutile.
  • Un joint d’étanchéité entre l’appui et la maçonnerie empêche les infiltrations au droit de cette jonction.

> Pour les autres fonctions, tout reste identique au cas du seuil de fenêtre en pierre bleue.

Ébrasement de baie

Schéma isolation et ébrasement de baie, étanchéité à l'eau.

> L’étanchéité à l’eau

  • Un préformé en mousse à cellule fermée (1) évite le contact du châssis avec la maçonnerie humide. Ce préformé sert également de fond de joint.
  • La pénétration de l’eau dans la coulisse par la jonction entre le châssis et le gros œuvre est empêchée par la battée et par le joint en mastic (2).
    En principe, la battée est de 7 cm pour les châssis bois, PVC et polyuréthane; 4 cm pour les châssis métalliques.
    Remarque : le joint d’étanchéité doit être suffisamment large pour pouvoir reprendre les mouvements entre le châssis et le gros-œuvre (minimum 5 à 8 mm pour un cas standard).

Schéma isolation et ébrasement de baie, étanchéité à l'eau.

> L’isolation

L’isolant arrive jusqu’au ras de la baie. Après la pose du châssis, on injecte un isolant expansé à cellules fermées (3) entre celui-ci et le gros œuvre Ainsi il y a une continuité parfaite dans l’isolation.

Remarque : Dans le cas d’une coulisse très large partiellement remplie, il faut remplir la coulisse intégralement sur 15 à 20 cm (sur tout le pourtour de la baie) afin de permettre, après pose du châssis, l’injection de l’isolant de raccordement.

Schéma isolation et ébrasement de baie et isolation.

> L’étanchéité à l’air

Un joint d’étanchéité à l’air doit être prévu entre l’enduit et le châssis.

> La stabilité

  • Les pattes de fixation (9) reprennent les charges propres ou transmises par les menuiseries et les transmettent au mur porteur. À cette fin, de manière à avoir un bon ancrage des pattes de fixation, il faut remplir le creux des blocs de la rangée supérieure de l’allège et des pieds droits de baie avec du mortier ou du béton.
    On considère en général que les supports latéraux reprennent les charges horizontales (vents, sollicitations dues aux manœuvres, …).

Linteau de baie

Schéma isolation et linteau de baie.

  1. Membrane d’étanchéité
  2. Joints verticaux ouverts
  3. Isolant
  4. Joint d’étanchéité

> L’étanchéité à l’eau

  • La coulisse est interrompue au-dessus du châssis, celui-ci constitue un barrage à l’eau qui s’écoule dans la coulisse. Une membrane d’étanchéité (1) posée « en escalier descendant vers l’extérieur » et des joints verticaux ouverts (2) dans la rangée de briques de parement juste au-dessus de la membrane renvoient l’eau infiltrée à l’extérieur.
    Afin d’éviter la formation de poche d’eau et la perforation de la membrane, l’isolant doit être coupé en biseau (3) de manière à servir de support à la membrane.
    Remarque : une autre solution consiste à placer une membrane juste au-dessus du châssis. Cette solution est parfois choisie lorsque lors du placement des menuiseries, on se rend compte qu’une membrane n’a pas été prévue dans le gros œuvre.

Schéma isolation et linteau de baie, étanchéité à l'eau.

  • Un joint d’étanchéité (4) (fond de joint + mastic) entre la maçonnerie de parement et le châssis empêche les infiltrations à ce niveau.
    Remarque : le joint d’étanchéité doit être suffisamment large pour pouvoir reprendre les mouvements entre le châssis et le gros œuvre (minimum 5 à 8 mm pour un cas standard).

Schéma isolation et linteau de baie, étanchéité à l'eau.

Précautions supplémentaires lors de l’exécution

  • La membrane d’étanchéité doit être d’un seul tenant; à défaut, les joints doivent être collés ou soudés.
  • Les extrémités de la membrane doivent, de préférence, être relevées.
    À défaut, l’eau qui a pénétré dans la coulisse par le mur de parement au-dessus de la baie, peut être drainée latéralement et être évacuée par les joints laissés ouverts en pied de façade.

  • On doit veiller à ce qu’il n’y ait pas de déchets de mortier dans le fond de la coulisse au-dessus de la membrane.
  • Éviter la perforation et le déchirement des membranes.

> L’isolation – l’étanchéité à l’air

Ces deux fonctions sont assurées de la même façon que pour l’ébrasement de baie.

Précautions supplémentaires lors de l’exécution

Il faut veiller à la continuité de l’isolant de part et d’autre de la membrane d’étanchéité.

– – – – – – – – – – – –

Remarque : cette feuille s’inspire des 3 documents suivants :

  • la NIT 188 : « La pose des menuiseries extérieures » du CSTC.
  • « L’isolation thermique des murs creux – Guide pratique du maçon et du menuisier » / FFC.
  • « L’isolation thermique des murs creux – Outil didactique / FFC.
Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Condensation de surface

Condensation de surface

L’air intérieur ayant une température, une humidité relative et une pression donnée, peut arriver en contact avec une surface de température plus faible. Au contact, l’air se refroidit et la température qu’il atteint dans le voisinage de la surface peut se retrouver en dessous du point de rosée. Il apparaît alors de la condensation dite de surface (la pression de vapeur dans l’air atteint la pression de saturation).

Exemple de représentation sur le diagramme de l’air humide.

La figure ci-dessous montre l’évolution de l’état de cet air sur le diagramme de l’air humide : pour un air à 20 °C, 50 % d’HR et 1013 hPa, la condensation apparaît lorsque la température est réduite à 10 °C ou moins (à pression constante).

Dans les bâtiments, la condensation de surface apparaît d’abord sur les vitres, les châssis métalliques sans coupure thermique, les conduites d’eau froide, et sur les parties froides de l’enveloppe. Cette condensation  lorsqu’elle est localisée en un endroit précis dénonce la présence d’un pont thermique. Celle-ci peut de plus entrainer l’apparition de moisissures.

Pour empêcher la condensation de surface, il faut :

  1. Avoir une qualité suffisante de l’isolation de l’enveloppe de façon à ce que la température de la face intérieure de celle-ci ne descende pas en dessous de 17.5 °C.
  2. Diminuer par ventilation complémentaire l’humidité relative de l’air intérieur.
  3. Chauffer la face intérieure des parois froides.

Si ces mesures ne sont pas applicables ou insuffisantes, la seule façon de limiter les dégâts est de traiter la surface des parois pour empêcher la pénétration de l’eau de condensation par capillarité dans les parois, et de pouvoir recueillir et évacuer l’eau condensée.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Oxydation des accessoires de toiture

Oxydation des accessoires de toiture

Les causes principales qui accélèrent l’oxydation des accessoires de toiture métalliques sont

La production d’acide par les membranes bitumineuses

Sous l’action des rayonnements UV, les bitumes produisent de l’acide. Cet acide peut être fortement concentré lorsque la quantité d’eau présente sur la toiture est faible (rosée matinale en zone rurale avec faible écoulement). Lorsque cet acide atteint les accessoires ou évacuations en métal, il provoque une corrosion rapide de ceux-ci.

Le contact entre le bitume et le métal ne pose pas de problème, c’est l’acide généré sur la surface bitumineuse qui en coulant sur le métal provoque sa corrosion.

Les causes de ce phénomène ne sont pas encore connues avec certitude, mais le processus semble être inversement proportionnel à la qualité de la protection UV de l’étanchéité.

Il convient donc pour éviter les dégâts de protéger efficacement la membrane d’étanchéité bitumineuse contre les rayonnements UV. Si la membrane n’est pas protégée parce que ce n’est pas nécessaire (membranes APP), il faut utiliser des accessoires avals en matières synthétiques ou, lorsqu’ils sont métalliques, protéger ceux-ci par à l’aide d’un enduit adapté entretenu régulièrement.

Les couples galvaniques

La combinaison de différents métaux peut engendrer un risque de corrosion du métal le moins noble du couple galvanique et ce, d’autant plus que les métaux du couple sont éloignés sur l’échelle des potentiels galvaniques.

Il convient donc d’éviter de mettre en contact direct deux métaux de potentiels galvaniques très différents ou d’utiliser un métal moins noble en aval d’un métal dont le potentiel galvanique est plus élevé.

En pratique on évitera de mettre en contact, le cuivre avec le zinc, l’acier, l’acier galvanisé ou l’aluminium, ou de le placer en amont de ceux-ci.

Le contact direct peut être évité en plaçant entre les deux métaux une couche de désolidarisation durable.

Les dépôts de matières organiques

La décomposition des matières organiques produit de l’acide.
Lorsque des dépôts de feuilles, branchages, algues ou mousses maintiennent une humidité acide permanente contre le métal des accessoires, celui-ci se corrode.

Un nettoyage régulier de la toiture, surtout s’il y a des arbres à proximité, s’avère utile.

Les zones de stagnation doivent être évitées à proximité des accessoires métalliques.

La pollution

En zone industrielle on constate une corrosion plus rapide des accessoires métalliques.
Elle est due aux fumées acides.

La corrosion est plus importante à proximité des cheminées.

Echelle des potentiels galvaniques de certains métaux utilisés dans le bâtiment

Métaux plus nobles Acier inoxydable
Brasure à l’argent
Cuivre
Plomb
Brasure plomb-étain
Fonte
Acier / Fer
Aluminium
Métaux moins nobles Zinc
Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir le pare-vapeur / Cas d’un comble perdu

Schéma pare-vapeur dans un comble perdu.

  1. Couverture.
  2. Lattes.
  3. Contre-lattes.
  4. Sous-toiture.
  5. Chevron.
  6. Panne.
  7. Plancher.
  8. Isolant.
  9. Pare-vapeur.

Pourquoi faut-il un pare-vapeur ?

Schéma principe du pare-vapeur.

À l’intérieur des locaux occupés, il y a toujours production de vapeur (par les occupants, par les plantes, par le nettoyage, etc.). La pression partielle de vapeur à l’intérieure des locaux occupés est donc toujours supérieure à celle présente à l’extérieur. Ainsi la vapeur d’eau va migrer au travers de la toiture en passant par le plancher isolé.

Vu que la résistance à la diffusion de vapeur de certains isolants (laines minérales, par exemple) est très faible, la pression de vapeur du côté inférieur de l’aire de foulée ou de la sous-toiture (s’il n’y a pas d’aire de foulée), ou de la couverture (s’il n’y a pas de sous-toiture) est quasi identique à la pression de vapeur à l’intérieure des locaux occupés; elle est donc relativement élevée. Or, après avoir traversé l’isolant, cette vapeur d’eau va rencontrer une paroi froide et il y a donc, suivant les cas, un grand risque de condensation interne dans l’isolant ou de condensation superficielle sur la face inférieure de l’aire de foulée, de la sous-toiture ou de la couverture.

Le pare-vapeur, placé sous l’isolant, va, grâce à sa grande résistance à la diffusion de vapeur, diminuer la pression de vapeur du côté froid de l’isolant, ainsi l’air en contact avec la paroi froide que constitue le plancher, la sous-toiture ou la couverture est déjà fortement déchargé de sa charge de vapeur et il n’y a plus de risque de condensation.

Faut-il toujours un pare-vapeur ?

Non, (voir quel pare-vapeur choisir ? ci-dessous).

Mais, le risque de condensation interne par transport de vapeur contenue dans l’air qui pourrait traverser la paroi est bien plus important que le risque de condensation interne par diffusion de vapeur. Il faut donc, en priorité, stopper le passage d’air au moyen d’un matériau résistant au passage de l’air et bien fermer les joints. Ce rôle est souvent rempli par la finition intérieure. Dans certaines configurations (fonction du type de plancher, de couverture, de sous-toiture, de classe de climat intérieur), cet écran d’étanchéité à l’air suffit à éviter toute condensation interne.

Schéma condensation interne par diffusion de vapeur.

Schéma condensation interne par diffusion de vapeur.

La vapeur qui passe par un joint non rebouché entre 2 plaques de plâtre enrobé est … 100 … 1 000 fois plus importante que la vapeur qui traverse la plaque elle-même.

Mais attention, si cette étanchéité peut être assurée, par la dalle en béton, elle ne l’est pas forcément par le plancher léger. Dans ce dernier cas, il est toujours intéressant de prévoir un écran étanche à l’air.
Si le passage de canalisation est nécessaire, celles-ci passeront dans un vide technique aménagé entre l’écran étanche à l’air et la finition inférieure.

Quel pare-vapeur choisir?

Classe du pare-vapeur

Le choix du pare-vapeur se fait en fonction :

  • du type de plancher
  • du type de sous-toiture,
  • du matériau de couverture,
  • du climat intérieur des locaux.
Sous-toiture : Classe de climat intérieur Tuiles en terre cuite, ardoises synthétiques, tôles ondulées. Ardoises naturelles, tuiles en béton ou en métal Bardeaux bitumés sur voliges
A B C A B C A B C
Aucune I – – – – – –
II, III – – E1 – E1 E1
Capillaire I – – – – – – – – –
II, III – – E1 – – E1 – E2 E2
Non capillaire en bandes I – – – – – –
II, III – E1 E1 – E1 E1
Non capillaire continue I – – – – – –
II, III – E2 E2 – E2 E2
IV A examiner au cas par cas.

(-) :

un écran d’étanchéité à l’air suffit.

Plancher type A  : plancher lourd étanche à l’air, avec isolant sur le plancher.

Plancher type B : plancher léger étanche à l’air; l’isolant n’est pas recouvert d’un revêtement de sol.

Plancher type C : plancher léger étanche à l’air; l’isolant est recouvert d’un revêtement de sol.
Source : NIT 186 du CSCT.

Forme

Le pare-vapeur peut être :

  • incorporé à la finition dans le cas d’un plancher léger,
  • fixé aux laines minérales,
  • indépendant.

Conseils de mise en œuvre

> Le pare-vapeur doit être placé sur toute la surface du plancher.

> Il faut bien fermer les joints entre les plaques, les panneaux ou les membranes (selon le cas).

  • Dans le cas de plaques de finition avec pare-vapeur intégré, la fermeture des joints est assurée par :
    1. l’injection d’un silicone,
    2. la pose d’un enduit de finition.

Schéma sur plaques de finition avec pare-vapeur intégré.

  1. Injection de silicone
  2. Pare-vapeur
  3. Plaque plâtre
  4. Enduit de finition
  • Dans le cas d’une laine minérale munie d’un pare-vapeur, la pose de celui-ci se fait en même temps que celle de l’isolant.
  • Dans le cas d’un pare-vapeur posé indépendamment sous le gîtage d’un plancher léger, celui-ci est agrafé sur la partie inférieure des gîtes. Entre deux lés, on prévoit un recouvrement de 50 mm minimum rendu étanche à l’air et la vapeur au moyen d’un ruban adhésif simple ou double face ou d’une latte de serrage.

Schéma sur un pare-vapeur posé indépendamment sous un plancher léger.

Bande adhésive.

  1. Agrafe
  2. Pare-vapeur
  3. Bande adhésive

Schéma sur latte de serrage.

Latte de serrage.

  1. Plancher
  2. Isolant
  3. Pare-vapeur
  4. Latte de serrage
  5. Finition intérieure.
  • Dans le cas d’un pare-vapeur posé indépendamment entre le plancher (lourd ou léger) et l’isolant, celui-ci est posé avec recouvrement rendu étanche à l’air et la vapeur au moyen d’un ruban adhésif.

Avec un pare-vapeur en bitume, les joints sont collés ou soudés.

> Il faut bien fermer les raccords avec la maçonnerie :

  • soit en comprimant le pare-vapeur entre un joint souple et une latte, le tout cloué ou vissé,
  • soit au moyen d’un ruban adhésif double face adhérant parfaitement à la maçonnerie.

Schéma sur raccords avec la maçonnerie et pose d'un pare-vapeur.

Joint souple + latte fixée.

  1. Pare-vapeur
  2. Joint souple
  3. Latte

> Il faut veiller à ne pas perforer le pare-vapeur :

  • Dans le cas d’un plancher léger dont le pare-vapeur est placé sous la structure, les canalisations (eau, électricité, …) ne peuvent être encastrées au-dessus du pare-vapeur. Si elles sont nécessaires, elles sont logées dans un vide technique obtenu, par exemple, par la pose d’un lattage entre le pare-vapeur et la finition. La création de ce vide permet, en plus, le cas échéant, de rectifier la planéité de la finition du plafond. Celui-ci est couramment réalisé à l’aide de matériaux plans assez rigides : planches rainurées languettées (bois, MDF, PVC…), panneaux bois, plaques de plâtre (rejointoyées ou enduites).

Schéma plancher léger et pare-vapeur.

  1. Plancher en bois
  2. Isolant semi-rigide
  3. Pare-vapeur
  4. Latte / Vide technique
  5. Couche de finition
  • Le pare-vapeur doit rester continu derrière les éléments encastrés dans la finition (spots, boitiers, …).
  • Pour les spots, la chaleur produite peut dégrader les matières sensibles tels que les mousses synthétiques, les feuilles de polyéthylène (PE), … et provoquer des incendies. Dans le cas d’un plancher léger (pare-vapeur sous le structure), il faut donc soit choisir des matériaux pouvant résister à ces températures, soit les protéger en en interposant un écran adéquat.

Si l’on superpose deux couches d’isolant, il ne peut y avoir de pare-vapeur entre les deux couches.

Photo pare-vapeur.

Deux couches d’isolant sans pare-vapeur entre les couches.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Toiture combinée

Toiture combinée

La toiture combinée consiste en un mélange des techniques « toiture chaude » et « toiture inversée« .

L’isolation est mise en place en deux couches.

La première couche d’isolant est recouverte par la membrane d’étanchéité.

La deuxième couche d’isolant est placée sur la membrane d’étanchéité. La technique de la toiture combinée protège ainsi la membrane d’étanchéité contre les chocs thermiques et le rayonnement ultraviolet, et de ce fait, ralentit son vieillissement.

Un écran pare-vapeur est parfois interposé entre le support et l’isolant inférieur.Celui-ci n’est pas nécessaire lorsque la résistance thermique de la couche supérieure est deux fois plus importante que la résistance thermique de la couche inférieure.
Le lestage est nécessaire.

  1. Lestage
  2. Natte de protection
  3. Isolant 1
  4. Membrane d’étanchéité
  5. Isolant 2
  6. Pare vapeur
  7. Support
Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Toiture froide

Toiture froide

Généralités

La toiture froide désigne la toiture plate dont l’isolant est placé en dessous du support de l’étanchéité avec une lame d’air ventilée interposée.

Jadis régulièrement mis en œuvre, ce système est actuellement complètement dépassé et est à proscrire.

  1. Lestage (éventuel)
  2. Membrane d’étanchéité
  3. Support
  4. Lame d’air ventilée
  5. Isolant
  6. Pare vapeur étanche à l’air
  7. Plafond

En effet, l’isolation d’une toiture plate par ce système provoque presque inévitablement de la condensation interne.

La vapeur d’eau qui migre de l’intérieur vers l’extérieur se condense sur le support d’étanchéité, dans l’isolant ou dans l’espace aéré et retombe sur l’isolant. La ventilation réelle de la lame d’air est souvent plus faible que celle nécessaire.

Le support d’étanchéité est parfois beaucoup plus froid que l’air extérieur de ventilation dont la vapeur se condense sur la face inférieure de l’étanchéité (surrefroidissement).

Lorsque le plafond n’est pas étanche à l’air, l’air intérieur chaud est aspiré dans l’espace ventilé et s’y condense d’autant plus que les courants d’air sont importants.

Cette condensation peut entraîner  l’altération de l’isolant et la suppression de son efficacité, la pourriture des planchers, le gel des matériaux, le décollement ou le ramollissement des matériaux agglomérés, le développement de moisissures, etc. 

Variantes

De même que l’on évitera de réaliser des toitures froides, on s’abstiendra en règle générale de placer l’isolant à la face inférieure du plancher de toiture, dans un faux plafond, ou entre le plancher et le béton de pente.

Isolation par l’intérieur

  1. Lestage (éventuel)
  2. Membrane d’étanchéité
  3. Support
  4. Isolant
  5. Pare vapeur (éventuel)

Isolation dans le faux plafond

  1. Lestage (éventuel)
  2. Membrane d’étanchéité
  3. Support
  4. Vide du plafond
  5. Isolant
  6. Pare-vapeur
  7. Plafond

Isolation sous béton de pente

  1. Lestage (éventuel)
  2. Membrane d’étanchéité
  3. Béton de pente
  4. Isolant
  5. Pare vapeur
  6. Support
Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Concevoir le mur-rideau

Concevoir le mur-rideau

Assurer l’étanchéité

Un problème complexe

Le mur-rideau étant conçu par juxtaposition d’éléments, il y a discontinuité à chaque joint entre chacun d’eux. Ces discontinuités sont potentiellement des points faibles du point de vue de l’étanchéité. Il est donc indispensable de les concevoir et de les réaliser soigneusement de façon à garantir la performance de l’enveloppe. Ce n’est pas une tâche simple car le ruissellement de l’eau additionné aux pressions du vent est un phénomène complexe : il n’est, par exemple, pas exclu de voir l’eau remonter de bas en haut sur une façade en raison de courants d’air ascendants.

On rencontre ainsi différents problèmes sur le terrain :

  • assemblage mal étanché dès la réalisation,
  • déformation sous l’effet du vent des différents éléments de châssis entrainant l’ouverture des joints et la pénétration de l’eau,
  • étanchéité difficilement assurée au droit des extrémités des montants médians des châssis coulissants,
  • discontinuité des joints d’étanchéité aux angles et raccords,
  • absence de contact entre le joint d’étanchéité du mur rideau et le gros-œuvre, cela avec ou sans effet du vent,
  • trous d’évacuation d’eau insuffisants ou obturés et orifices de ventilation non protégés,
  • quincaillerie mal conçue ou mal ajustée,
  • désordre dans les acrotères et les allèges,
  • passage d’air au droit des habillages et des étanchéités,
  • passage d’air par les capots de fermetures,
  • passage d’air par les profils d’ossatures,
  • …

Une telle liste a seulement pour objectif de comprendre l’importance de la qualité des joints et de la conception et donc du budget qu’il faut pouvoir y consacrer.

Il ne pourrait être proposé ici une analyse précise de chaque système, mais bien un fil conducteur pour vérifier la performance d’un produit proposé par un fournisseur.

Une réponse de l’architecte en plusieurs étapes

Le comportement de l’eau sur une enveloppe est dû à divers effets dynamiques :

a. Le ruissellement gravitaire :
l’eau s’écoule du haut vers le bas. Des recouvrements ou des débords convenablement disposés permettent de rejeter l’eau au-delà du joint.

Schéma ruissellement gravitaire.

b. La tension surfacique :
ces forces de tension permettent à un film d’eau « d’adhérer » à des parois même en sous-face horizontale et de pénétrer à l’intérieur du joint. Pour y remédier, il faut prévoir des ruptures de la sous-face, creux ou reliefs formant une « goutte d’eau ».

Schéma tension surfacique.

c. La capillarité :
des interstices de faible dimension permettent à l’eau de cheminer sur de longs trajets par une action similaire à une aspiration. Des élargissements du joint doivent être prévus pour rompre le cheminement de l’eau.

Schéma capillarité.

d. L’énergie cinétique :
due à la chute des gouttes d’eau et au vent, celle-ci permet à l’eau de heurter l’enveloppe avec une quantité de mouvement suffisante pour, par exemple, pénétrer horizontalement dans un joint. Cette eau doit pouvoir être recueillie et rejetée à l’extérieur de l’enveloppe, c’est le rôle du drainage.

Schéma énergie cinétique.

e. La pression différentielle :
la différence de pression entre l’extérieur et l’intérieur du bâtiment peut créer un phénomène d’aspiration de l’eau présente dans le joint. Pour l’empêcher, il faut prévoir des chambres de décompression ventilées qui mettent les cavités internes de la façade à la pression extérieure.

Schéma pression différentielle.

Globalement, pour garantir l’étanchéité d’une enveloppe soumise au ruissellement des eaux, aux effets du vent et aux pressions s’exerçant sur l’enveloppe, deux conceptions de principe sont possibles :

  • L’enveloppe totalement étanche, dont les joints excluent la totalité de l’eau c’est le cas des châssis ou des façades rideaux à ossature métalliques.
  • L’enveloppe pare-pluie, qui laisse une partie de l’eau pénétrer à l’intérieur de la façade pour ensuite l’évacuer par un vide ventilé et drainé. C’est le cas général des bardages métalliques.

Ce choix sera influencé par la manière de gérer le transfert de vapeur dans la paroi (voir ci-dessous).

L’importance de la qualité des joints

Selon le type de technologie du mur-rideau, il existe des joints :

  • entre les différents éléments de la grille,
  • entre la grille et les éléments de remplissage (panneaux ou châssis) que l’on y fixe ensuite,
  • entre les différents éléments constituant les châssis de remplissage,
  • enfin, entre le mur-rideau et le gros-œuvre (pièces d’appui et périphérie).

Ils doivent être conçus de manière à pouvoir :

  • rattraper les tolérances dimensionnelles de l’assemblage,
  • compenser ou absorber les dilatations, déformations et vibrations,
  • garder de bonnes caractéristiques au fil du temps.

Pour une enveloppe de qualité, on vérifiera que ce sont bien les fixations qui reprendront les diverses tensions, en protégeant les joints d’étanchéité.

Schéma sur fixations et tensions.

La meilleure manière de concevoir un joint est d’abord de le rendre aussi imperméable aux intempéries que possible, et ensuite de se dire que néanmoins il fuira. Il faut donc de prendre les précautions nécessaires pour empêcher l’humidité de traverser l’enveloppe ou de rester dans le mur, soit par un système interne, soit par une aération.

Choix du type de joint

On distingue :

Les éléments d’étanchéité plastiques (= mastics)

Constitués d’huile et de charges diverses, la composition des mastics et silicones est propre à chaque fabricant. En fonction de leur aptitude à la déformation, de leur cohésion et de leur dureté superficielle, ils sont classés en 6 classes.

Le choix de la classe fait intervenir de nombreux critères comme :

  • la force du vent,
  • l’environnement,
  • les vibrations,
  • l’exposition du joint,
  • le type et la matière du châssis,
  • les dimensions et la nature des vitrages.

Pour soustraire le mastic le plus possible aux tensions, on dispose par exemple de place en place des cales dont l’emploi est courant en miroiterie. La pression et la dépression résultant de l’action du vent sur les panneaux ne sont transmises aux raidisseurs que par cet intermédiaire l’élément d’étanchéité n’est alors soumis qu’à une pression limitée.

Schéma mastic soumis aux tensions.

  1. Joint avec la structure.
  2. Vitrage.
  3. Joint d’étanchéité.
  4. Structure de collage.
  5. Espaceur.
  6. Fond de joint.
  7. Plans d’adhérence.

Pour l’entretien futur, c’est à celui qui met les joints en œuvre qu’il appartient de signaler au client le type de mastic utilisé et de lui communiquer le mode d’entretien prescrit par le fabricant de mastic.

Les éléments d’étanchéité élastiques (= boudins)

Caoutchoucs naturels ou artificiels, produits de synthèse, feutres ou ressorts métalliques, ils peuvent être insérés, sous forme de bandes, entre les panneaux de remplissage et la feuillure ou la parclose. Toutefois, les bandes simplement insérées n’adhèrent pas dans leur logement et elles risquent d’en sortir sous l’effet des mouvements de la façade. Il faut soit les coller à la feuillure et à la parclose, soit les introduire dans une rainure en queue d’aronde. Une autre solution consiste à les fixer sur la bordure des panneaux de remplissage. Dans le même esprit, on peut aussi disposer autour des vitrages des bandes élastiques en forme de U par exemple.

Les éléments élastiques d’étanchéité ne sont qu’exceptionnellement employés seuls pour assurer le calfeutrement des joints. En principe, on combine bandes élastiques (comme fond de joint) et mastic de finition.

Les étanchéités réalisées seulement à l’aide de profilés en néoprène

Cas particulier d’obturation élastique sans mastic. Ils se présentent sous forme de bandes ou de profilés extrudés. Leur profil permet leur fixation au châssis par emboîtement dans une ou plusieurs rainures. Ils sont coupés d’onglets aux angles et soudés, puis montés sur les profilés métalliques.
L’étanchéité est assurée par la pression de contact existant entre le profil et la ou les surfaces du vitrage d’une part et les faces verticales de la feuillure, d’autre part.
Les profilés d’obturation existent sous plusieurs formes, selon la forme des profilés de châssis et l’épaisseur des panneaux ou vitrages. La méthode est empruntée à l’industrie automobile, où les glaces pare-brise sont posées de façon analogue dans la carrosserie.
L’utilisation de ce type de profilé d’étanchéité est généralement associée à la mise en œuvre de feuillures drainées.

On a prévu l’évacuation vers l’extérieur de l’eau
qui pénètre par accident dans la feuillure.

Gérer le transfert de vapeur d’eau

Un transfert de vapeur d’eau dans la paroi

Limiter l’entrée d’eau de pluie externe se complique par le fait de devoir gérer la sortie de la vapeur d’eau interne.

En effet, en hiver, une importante quantité de vapeur d’eau se trouve dans un bâtiment, surtout s’il est peu ventilé. La vapeur générée par les occupants reste captive à l’intérieur du bâtiment. Dehors au contraire, la température est basse et l’air plutôt sec (en humidité absolue).

L’eau sous forme gazeuse (vapeur d’eau) va tendre à passer d’une région de pression de vapeur d’eau élevée (intérieur du bâtiment) à une région de pression moins élevée (extérieur du bâtiment). Ce phénomène est comparable à l’écoulement de la chaleur. Elle traverse tous les matériaux à une vitesse qui est fonction tant de la résistance du matériau au passage de la vapeur d’eau (coefficient « μ« ) que de la différence de pression de la vapeur d’eau de part et d’autre du matériau.

La migration de la vapeur d’eau à travers la paroi n’est pas en soi un problème tant qu’il n’y a pas condensation. Mais si elle condense dans l’isolant, celui-ci, humidifié perdra en grande partie sa résistance thermique. De plus, l’humidité permanente peut être source de moisissures.

En traversant la paroi de l’intérieur vers l’extérieur, si la pression de vapeur d’eau chute avant la température, le risque de condensation est faible. Si au contraire la température chute avant la pression de vapeur d’eau, le risque de condensation est élevé.

Pour supprimer les risques de condensation,

  • soit on bloque la migration de vapeur à l’aide d’un écran pare-vapeur qui sera installé du côté intérieur de l’isolant (ou une paroi intérieure en verre ou en aluminium par exemple),
  • soit on favorise la ventilation au-delà du panneau isolant pour éliminer la vapeur d’eau (disposition d’évents vers l’extérieur sur la face extérieure du panneau de façade).

En matière de gestion du passage de la vapeur d’eau au travers de l’élément constitutif du mur-rideau, on rencontre, dès lors, 3 modes de résolution :

  • L’élément étanche, qui comporte des parois extérieures et intérieures étanches, un cadre intégré, imperméable à la vapeur d’eau et solidarisé de façon continue par une âme isolante.
  • L’élément perméant, qui comporte une paroi extérieure perméable à la vapeur d’eau et une paroi intérieure moins perméable ou étanche à la vapeur.
  • L’élément ventilé ou respirant, qui comporte derrière sa paroi extérieure une lame d’air, en communication avec l’ambiance extérieure. La paroi intérieure peut-être perméable ou étanche. Les deux parois sont solidarisées à l’isolant par l’intermédiaire d’un cadre intégré à l’élément .

En allant de l’intérieur vers l’extérieur, on peut donc trouver :

  • un éventuel doublage intérieur en acier ou en tout autre matériau,
  • un film pare-vapeur, dont le rôle est d’empêcher la migration de la vapeur d’eau au travers de la paroi,
  • un isolant thermique,
  • un vide d’air éventuel, selon les systèmes,
  • la paroi extérieure.
Un exemple

  1. Garnitures d’étanchéité à l’air.
  2. Déflecteur d’eau de pluie.
  3. Ouverture pour l’équilibre des pressions.
  4. Air.
  5. Étanchéité à la vapeur.
  6. Coupure thermique.

Gestion des infiltrations d’eau de pluie

Un pare-pluie métallique étanche a été choisi du côté extérieur. Un élément de liaison entre cet élément et le vitrage a été placé pour rigidifier la paroi (tenue contre les pressions du vent).

Les joints qui assurent la liaison doivent repousser la pluie. Mais il est possible que cette liaison ne soit pas parfaite ou s’abîme dans le temps. Une ouverture est alors prévue sous l’élément. L’espace d’air aura le même niveau de pression que celui exercé sur la surface du revêtement, ce qui neutralise la force qui fait passer l’eau à travers les ouvertures éventuelles de la façade : c’est la chambre de décompression.

Un deuxième joint est par ailleurs placé du côté intérieur afin de réaliser l’étanchéité à l’air.

Gestion du passage de vapeur d’eau

La présence d’une paroi étanche du côté extérieur (froide, donc) risque d’entraîner la condensation de la vapeur d’eau venant de l’ambiance intérieure. Premier réflexe : bloquer le flux de vapeur par la mise en place d’une nouvelle paroi intérieure métallique.

Mais des fuites peuvent se produire. Une lame d’air est conservée entre l’isolant et la paroi extérieure, lame d’air mise en contact avec la chambre de décompression. L’humidité éventuelle pourra s’échapper.

Isoler en hiver et protéger en été

Pour étudier le comportement thermique du mur rideau, on peut le décomposer en 3 parties : la partie vitrée, la partie opaque et les fixations.

Choix des vitrages

Pour le choix de la partie vitrée du mur-rideau, tant de l’importance de sa surface (pourcentage de vitrage de la façade) que des caractéristiques du vitrage à choisir, on rencontre les mêmes critères de choix  que pour une façade traditionnelle.

On sera autant attentif à limiter les pertes thermiques en hiver par des vitrages isolants, qu’à limiter les apports solaires excessifs en été par une protection solaire efficace.

Photo pare-soleil.

Une orientation Nord et Sud des façades en mur-rideau sont à privilégier, notamment parce que la présence de protections solaires architecturales permet de bien maîtriser les apports solaires de la façade Sud.

Photo persiennes.

Les persiennes sont également possibles, mais leur présence du côté interne du vitrage limite leur efficacité (la majorité de la chaleur solaire entrée dans le bâtiment ne sera pas réfléchie vers l’extérieur).

Par contre, sauf comme serre, un tel espace ne paraît pas thermiquement correct. Trop froid en hiver et étouffant en été, il peut juste être exploité comme espace tampon, fort coûteux.

Nous avons tous déjà laissé notre voiture en plein soleil pour nous en rendre compte…

Concevoir

 Pour plus d’informations sur le choix des vitrages, cliquez ici !

Isolation des parties opaques

La structure classique de la partie isolée thermiquement comporte les trois constituants ci-après :

  • un parement extérieur, qui constitue une protection contre les agents atmosphériques,
  • une âme, qui est l’isolant thermique,
  • un parement intérieur, résistant aux efforts mécaniques.

Les matériaux isolants (panneaux ou matelas) doivent supporter leur propre charge en position verticale sans compression ni tassement. Le matériau idéal pour l’âme isolante d’un panneau de façade doit avoir les qualités suivantes :

  1. faible conducteur de chaleur,
  2. incombustible,
  3. résistant à la corrosion,
  4. non-absorbeur de l’humidité,
  5. léger,
  6. résistant au fléchissement et au tassement.

Les matériaux suivants sont généralement utilisés :

  • les matériaux alvéolaires (plastiques alvéolaires, mousse de verre insensible à humidité),
  • les fibres minérales (laine de roche),
  • les isolants naturels (minéraux expansés et agglomérés),
  • les granulats légers (matériaux composites).

Les matériaux isolants les plus rigides seront fixés à l’enveloppe métallique soit par des adhésifs, soit par des agrafes métalliques. Les moins rigides seront comprimés en forme de panneau solide (bourrage).

Quand un espace d’air est souhaité dans l’élément, le matériau isolant doit être choisi pour sa rigidité, tout fléchissement pouvant boucher cet espace.

L’ isolation thermique indépendante du mur-rideau :

Le mur-rideau comporte dans ce cas un parement extérieur qui résiste aux agents atmosphériques. L’isolation thermique est assurée indépendamment par un contre-mur directement attaché à la structure du bâtiment. Ceci résulte des règles imposées pour la protection contre le feu, qui prescrivent en général des murs d’allège incombustibles, mais ce n’est pas l’idéal en matière de mur-rideau.
Tous les matériaux incombustibles ou ignifuges conviennent à la confection des contre-murs (parpaing de plâtre, terre cuite, béton léger ou lourd).

Le risque de pont thermique au droit des fixations

Une qualité de l’isolation d’une enveloppe réside dans sa continuité. Or, aux points de rencontre des poutrelles, traverses métalliques et boulons, ou aux bordures des éléments du mur-rideau, il existe un risque majeur de ponts thermiques, c’est-à-dire de communication directe entre l’extérieur et l’intérieur du bâtiment.

Les murs-rideaux montés sur grille seront tout particulièrement sensibles aux ponts thermiques.

Ceci se traduira par :

  • de la condensation (et même du givre),
  • un pouvoir d’isolation du mur diminué,
  • des températures maxima de résistance au feu plus basses (en cas d’incendie, aux points de contact continus le métal subira un échauffement supérieur à la température limite de résistance),
  • des traces noires sur les surfaces intérieures qui marquent les ponts thermiques entre le bâti du panneau et les pièces de fixation (les parties froides, plus humides, de la surface accumulent plus de poussière, que les autres).

Tous les ponts thermiques entre parements métalliques extérieurs et intérieurs devront disparaître par suppression totale de contact entre eux, aussi bien sur la bordure de l’élément du mur-rideau qu’à la jonction des divers profilés intérieurs. Cette rupture de contact se fait par dédoublement des pièces métalliques et interposition entre elles d’un matériau isolant comme le liège, le néoprène, des matériaux de garniture en polyvinyle, des matériaux plastiques isolant en PVC et, plus récemment, en polyuréthane injecté sur place.

En voici le principe :

schéma isolation profilé métallique 01.schéma isolation profilé métallique 02.
schéma isolation profilé métallique 03. schéma isolation profilé métallique 04.

Et les exemples de réalisation dans les profilés :

Photo isolation profilé métallique 01.Photo isolation profilé métallique 02.Photo isolation profilé métallique 03.

Si le système de chauffage élimine généralement la condensation au droit et au-dessus de l’allège, le problème est plus difficile lorsqu’il s’agit d’éviter la condensation de la partie inaccessible du mur, devant les dalles de plancher. Il peut y avoir dépôt d’humidité en ces endroits lorsque l’air ambiant y accède et il est très difficile de l’en empêcher. L’humidité peut se condenser sur l’attache, et, si elle n’est pas évacuée, elle risque de s’écouler par gravité sur la face intérieure du mur en laissant des traces. Il semble que l’on parvient à réduire ces désordres en recouvrant la face interne des raidisseurs d’un isolant : mousse de polystyrène, par exemple.

Protéger contre la propagation du feu

Cinq règles de base pour le mur-rideau

Les cinq règles suivantes, correspondant à la notion de paroi « pare-flamme », sont à prendre en compte au niveau de la façade :

  1. Les attaches en acier, ou de résistance équivalente, liaisonnant la façade au gros-œuvre doivent être en quantité suffisante.
  2. Le parement intérieur des allèges doit être en acier ou en matériau de résistance au feu équivalente. La continuité de cette protection doit être assurée sur les parties arrières des meneaux de section importante. Dans certains cas, la grille de base en aluminium doit être renforcée par une ossature de stabilité, également en acier.
  3. La jonction orthogonale façade-nez de plancher doit être réalisée par des matériaux interdisant toute propagation verticale d’un niveau à l’autre sur les faces arrière des façades et présenter une rigidité suffisante aux dilatations et aux déformations sous de fortes températures afin d’éviter le passage des flammes, fumées et gaz.
  4. Tout effet de cheminée doit être rendu impossible au niveau des meneaux verticaux, par cloisonnement horizontal répétitif.
  5. Le choix des matériaux de synthèse utilisés doit être en conformité avec les règlements en vigueur, notamment sur la toxicité de leur dégagement de chlore et d’azote.

Résistance au feu

Les façades situées dans le volume de protection, doivent être « pare-flammes » de degré deux heures au moins.
Les matériaux constitutifs des parements extérieurs des façades, y compris les volets, etc., doivent être de catégorie A0, à l’exception des stores qui peuvent être de la catégorie A1 et des menuiseries qui peuvent être des catégories A1 ou A2 ou, quand il s’agit de menuiserie en bois, catégorie A3.

A0 : ininflammable,
A1 : faible propagation du feu,
A2 : propagation moyenne du feu,
A3 : forte propagation du feu,
A4 : ne satisfait pas aux exigences.

Une attention toute particulière doit être apportée aux abouts de dalle et à l’isolation contre le feu en nez de plancher. Par cet endroit de liaison entre la façade et l’ossature, on doit éviter que le feu ne se propage d’un étage à l’autre.

On rencontre 3 principes d’organisation de la résistance au feu :

Mur-rideau résistant au feu.

 Panneaux réfractaires sur les abouts de dalle.

 Allèges et linteaux résistants au feu.

Un vitrage résistant au feu

La résistance au feu du verre : si le matériau « verre » est en lui-même incombustible, il risque facilement d’éclater sous la chaleur et n’assure alors plus aucune protection.

Pour rendre un vitrage anti-feu, un gel intumescent est placé entre les deux feuilles de verre, gel qui se solidifie en cas d’incendie et permet de tenir ensemble les éléments de verre.

Quel que soit le sens du feu, le composant verrier à intercalaire intumescent doit toujours être positionné côté intérieur du bâtiment

Présence de contre-murs intérieurs

Dans la plupart des cas, les contre-murs en maçonnerie doivent leur existence à la réglementation contre les risques d’incendie, et particulièrement à la définition de « réfractaire ». Même lorsque les panneaux sont rendus réfractaires au prix de certaines dépenses, il reste encore le problème des éléments métalliques apparents à l’intérieur du local, lorsque la température dépasse 130°C. Les éléments concernés sont surtout les raidisseurs. Lorsqu’ils sont en acier, ils peuvent résister aux températures des essais prescrits, mais ils fondent quand ils sont en aluminium. Un panneau d’allège « réfractaire » est alors sans effet puisque son support ne tient plus.

Autres techniques de protection

Il existe d’autres systèmes de protection contre le feu :

  • la protection rapportée autour de l’acier par un matériau projeté ou en plaque (produits projetés (flocages), produits en plaques, peintures intumescentes),
  • la protection par écran horizontal (plafonds suspendus) ou écran vertical (panneau de cloison),
  • le refroidissement par eau des profils creux.

   

Limiter la transmission du bruit

L’objectif consiste généralement à ne pas dépasser un niveau de pression acoustique intérieur de 35 dB.

Cette exigence requiert un isolement acoustique du mur rideau par rapport aux bruits extérieurs, mais aussi un isolement acoustique des bruits intérieurs (passage du bruit d’un étage à l’autre le long de la façade).

Isolement aux bruits extérieurs

Pour assurer l’isolement phonique d’une façade, il faut principalement :

  • garantir l’isolement phonique des parties vitrées ;
  • veiller aux joints de raccordement des divers éléments, pour éviter la présence de « ponts » et de « fissures » acoustiques.

On pense tout particulièrement à la qualité acoustique des coffres à rideaux et à volets, ainsi qu’au raccordement soigné entre les menuiseries, les châssis et les panneaux préfabriqués. Les éléments industriels apportent probablement une meilleure garantie que ceux montés sur chantier.

Les bâtiments de grande hauteur ne possèdent pas de fenêtres ouvrantes car la pression du vent en hauteur est trop importante. Tout au plus y prévoit-on quelques ouvertures de déménagement. La performance de leur façade est donc meilleure car avec des fenêtres fixes, on a la garantie que le bruit ne passe pas par les interstices des joints des ouvrants (source de bruit n°1).

Si les parois pleines ou opaques sont en principe assez isolantes, les matériaux nouveaux mis en œuvre dans les façades légères ne répondent pas d’une façon favorable à la loi des masses (frein acoustique proportionnel au poids de la paroi pour certaines fréquences).
Les panneaux non ventilés recueillent la préférence des acousticiens, à l’encontre des panneaux ventilés, du fait de la présence de larges fentes destinées à ventiler l’isolant fibreux. Il existe toutefois maintenant des fentes comportant des pièges à son pour parer ce problème.

Pour les parois vitrées, on utilise un vitrage acoustique. Il s’agit généralement d’un double vitrage (voire un triple vitrage) avec des épaisseurs de couches différentes, d’un vitrage avec du gel entre les deux verres (mais perte de transparence), ou alors de vitrage feuilleté.

 Concevoir

 Pour plus d’informations sur le choix des vitrages acoustiques, cliquez ici !

Pour les balcons et auvents, il y a intérêt à garnir d’un matelas de fibre minérale ou d’un autre matériau isolant (piège à son) les parties inférieures des balcons surplombant les baies vitrées. Ce traitement vise à absorber les ondes sonores du sol qui pénètrent au travers des fenêtres après réflexion sur ces surfaces.

Isolement aux bruits intérieurs :

Schéma isolement aux bruits intérieurs.

Les bruits intérieurs se transmettent directement par le verre de la façade (transmission par mise en vibration du mur-rideau).
Il faut donc une bonne jonction en about de dalle :

  1. raccords aux planchers,
  2. raccords aux murs de refend,
  3. raccords aux poteaux.

Quelques exemples :

Raccord aux dalles effectué au moyen de profilés élastiques en Néoprène.

Mur-rideau raccordé au nez de plancher par le plâtre du plafond..

Raccord aux dalles effectué au moyen de laine minérale.

Gérer les mouvements du bâtiment

Le joint de dilatation est un dispositif constructif qui permet d’assurer la libre déformation d’une section de bâtiment par rapport à une autre.

Quand les déformations apparaissent principalement sous les effets des variations de température, le joint n’est réalisé qu’au niveau de la superstructure. Mais des déformations peuvent également être dues à des tassements différentiels et à des mouvements de sol. On parle alors de joints de tassement ou joints de rupture; le joint en superstructure est prolongé par un joint dans les fondations correspondantes.

La présence d’un joint de dilatation impose de doubler les éléments porteurs au droit de la pile concernée ou de réaliser un appui glissant dispositif qui respecte la trame en évitant le doublement de points porteurs. Une extrémité de travée est fixe, l’autre appuyée sur une console par l’intermédiaire d’un appui glissant en Néoprène ou en Téflon. La console introduit un excentrement et peut créer un moment de torsion, toujours difficile à reprendre. Il faut donc s’assurer que l’appui peut résister à cette torsion.

La largeur des joints de dilatation varie généralement de 10 à 20 mm. L’espacement entre deux joints varie et est de l’ordre d’une quarantaine de mètres.
Les joints de dilatations doivent être prolongés en façade; ils ont donc une influence sur l’aspect fini du bâtiment. Ils doivent donc être pensés très tôt dans l’élaboration du projet.

Les calfeutrements des joints de dilatation des façades doivent assurer la continuité des fonctions remplies par la façade.

Le principe des assemblages souples et élastiques réside dans l’élasticité des matériaux, dont la forme se modifie sous l’effet des forces thermiques. Les tôles ou les profilés élastiques et minces se prêtent le mieux à la réalisation de ces assemblages à ressort, ils ont l’avantage de permettre le vissage des éléments en conservant un joint fermé sans calfeutrage supplémentaire. La grande majorité des constructions sont à joints coulissants qui s’écartent et se referment selon les variations thermiques.

Les joints entre l’ossature porteuse en acier et les éléments de remplissage sont assurés par des rubans de Néoprène ou des joints en silicone extrudé qui assurent l’étanchéité par compression. Un capot presseur formant parclose est fixé aux montants par des vis maintient les éléments de remplissage en place. La forme des feuillures est prévue pour faire obstacle à la pénétration de l’eau.

Joints et tolérances (adaptation aux mouvements du bâtiment)

Les mouvements des éléments de charpentes doivent être évalués avant l’étape de la conception des murs extérieurs. On distingue trois catégories de mouvements :

  • les fléchissements sous charges variables dus aux occupants et aux forces maximales du vent contre la façade, et les fléchissements sous charges permanentes de l’ossature du bâtiment même;
  • la dilatation et le retrait des matériaux sous l’effet de la température, du rayonnement et parfois de phénomènes hygroscopiques;
  • les mouvements lents mais inexorables causés par des déformations graduelles comme le fluage du béton, le tassement des fondations, …

Les principaux éléments qui doivent s’adapter aux mouvements du bâtiment sont les panneaux vitrés. Autour d’eux, les éléments typiques, c-à-d les supports tubulaires, les couvre-joints et les couvre-supports, doivent pouvoir s’adapter à un mouvement différentiel de 4 à 5 mm d’un étage à l’autre et entre chaque élément vertical. Sinon il faut prévoir un autre système de supports.

Assurer la sécurité

Le mur-rideau pouvant couvrir aussi bien la façade du rez-de-chaussée que le 33ème étage, de nombreux aspects sécuritaires sont à assurer.

Sécurité au vent

On consultera la norme belge concernant la résistance au vent des vitrages isolants NBN S23-002, norme qui s’est vu adjoindre un addendum concernant les surfaces maximales de vitrages admises en fonction du vent.

Sécurité au bris de glace

Problème de sécurité :

  • Verre armé : si le verre casse, les morceaux sont retenus par les treillis. Au point de vue aspect, il faut accepter la présence visible du treillis.
  • Verre trempé (sécurit) sous tension : l’opération de trempe a pour effet de mettre les couches externes du verre en compression et les couches internes en tension. S’il casse, c’est en tout petits morceaux pratiquement non coupants et qui, de ce fait, présentent peu de danger. Il a une résistance accrue à la flexion, à la pression, à la torsion et aux chocs thermiques et/ou mécaniques.
  • Verre feuilleté : une couche de plastique, intercalaire en butyral de polyvinyle (PVB) est placée entre les verres. S’il casse, les morceaux de verres restent ensemble, et l’étanchéité est maintenue. Propriétés du verre feuilleté :
    • Ne se désintègre pas en cas de chocs, les morceaux restent en place collant à l’intercalaire.
    • Ne se brise qu’au point d’impact.
    • Doit être découpé sur les deux faces du vitrage.
    • Peut facilement être intégré dans un double vitrage.
    • Est facilement disponible en toutes dimensions et se pose rapidement.
    • Existe en différentes épaisseurs.

    Avantages du verre feuilleté :

    • Minimise les risques de blessures et empêche le passage à travers le vitrage.
    • Limite les conséquences du vandalisme.
    • Elimine ou retarde toute tentative d’effraction.
    • Procure simultanément sécurité et isolation thermique.
    • Ne requiert pas de main-d’œuvre spécialisée.
    • Permet une large sélection en fonction du niveau de sécurité souhaitée.
  • Verre durci : verre qui a subi un traitement semblable à celui du verre trempé, ce qui lui confère des propriétés similaires, sauf en cas de bris de verre. L’aspect d’un verre durci cassé est proche de celui d’un verre recuit, il se casse en grands morceaux. Mais il est plus résistant que le verre recuit. Le risque de chute de verre en cas de bris est donc réduit par rapport au verre trempé : les grands morceaux restent généralement en place dans le châssis. Mais il ne peut pas être considéré comme un verre de sécurité au sens des normes.

Concevoir

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Sécurité au vandalisme et à l’effraction

Pour améliorer la résistance du mur-rideau à l’effraction, on augmente l’épaisseur (13 à 36 mm) du vitrage, et on utilise du verre feuilleté. On utilise également des panneaux pleins de type « sandwich » capables de résister aux agressions mécaniques. Dans la norme EN 356, les impacts de haches et de marteau sont les chocs utilisés pour caractériser la résistance de ces éléments.

Sécurité au tir de fusil et aux armes de poing

La variabilité des surfaces maximales de contact développées au cours des chocs, ainsi que les divers niveaux d’énergie, conduisent la norme EN 1063 à établir 7 classes de vitrages pour couvrir les exigences de protection correspondantes.

La norme EN 1063 définit une exigence complémentaire permettant de distinguer par la mention « NS » les vitrages qui, sous l’action des impacts provoqués par des armes à feu, ne génèrent pas de projection d’éclat de verre.

Découvrez quelques exemples de murs/façades-rideaux : le Berlaymont à Bruxelles et l’Aeropolis II à Schaerbeek.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Isolation par panneaux rigides au-dessus des chevrons ou des fermettes (Toiture « Sarking »)

Isolation par panneaux rigides au-dessus des chevrons ou des fermettes (Toiture "Sarking")

Isolation au-dessus des chevrons ou des fermettes.

  1. couverture
  2. contre-lattes
  3. lattes
  4. sous-toiture
  5. isolant
  6. pare-vapeur
  7. chevrons ou fermettes
  8. pannes

La toiture « SARKING »

Le système sarking est un procédé d’isolation thermique des toitures inclinées caractérisé par la pose de panneaux isolants rigides au-dessus des chevrons ou des fermettes.

La toiture sarking vu de l’intérieur.

Les panneaux sont généralement en mousse synthétique ou en verre cellulaire, plus rarement en laine de roche rigide incompressible.

Les joints entre panneaux isolants étant rendus étanches à l’air, les panneaux isolants assument, à eux seuls, 3 fonctions de la toiture :

Lorsque les joints entre les panneaux isolants ne sont pas rendus étanches, une sous-toiture souple capillaire permettant la diffusion de vapeur est posée sur l’isolant.

Un écran rigide, sorte de plancher incliné dans le plan de la couverture, peut être éventuellement placé directement sur les chevrons ou fermettes, sous les panneaux isolants. Il peut alors servir de finition intérieure, de sécurité incendie. En outre il facilite grandement la pose d’un éventuel pare-vapeur pour lequel il sert de support.

Il est constitué, par exemple, de :

  • panneaux multiplex ou de bois aggloméré,
  • voliges rainurées bouvetées ou non,
  • plaques de fibre-ciment.

La mise en œuvre de verre cellulaire ou de laine de roche rigide incompressible, impose ce support rigide.

Isolant supporté par une plaque rigide.

  1. Couverture.
  2. Lattes.
  3. Contre-lattes.
  4. Isolant.
  5. Plaque de support.
  6. Chevrons ou fermettes.
  7. Pannes.

En l’absence de plancher, la finition intérieure est réalisée sous les chevrons, en plaques de plâtre, par exemple.

La finition intérieure, qu’elle soit constituée du support ou d’une autre finition, doit être en matériau isolant au feu de manière à retarder la transmission de flammes vers les isolants en mousses synthétiques (PUR, PIR, XPS, EPS) qui sont combustibles.

Les contre-lattes sont clouées dans les chevrons ou les fermettes au travers de l’isolant.

Conseils de mise en œuvre

Les panneaux isolants rigides de mousse synthétique (XPS, EPS) de la toiture « Sarking » sont placés parallèlement à l’horizontale.

Les joints verticaux des panneaux se retrouvent de préférence au-dessus et à l’axe du support (chevron ou fermette).

Bâtiments de classe de climat intérieur I, II ou III

Dans les bâtiments de classe de climat intérieurI, II ou III, la fonction d’étanchéité à l’air et à la vapeur est assurée par le panneau isolant lui-même à condition d’avoir des joints et des raccords étanches.
L’étanchéité à l’air et à la vapeur des joints et des raccords peut être obtenue :

  • par la mise en place de bandes de mousse souple d’épaisseur suffisante à l’intérieur des joints, ou
  • par des cordons de mastic élastique compatible à la jonction des panneaux, ou encore
  • par des bandes auto-collantes disposées sur les joints.

La fonction « sous-toiture » peut être assurée par le panneau isolant à condition de rendre étanche à l’eau la face supérieure de tous les joints entre panneaux et des raccords. Dans ce cas, une bavette collée sur la dernière rangée de panneaux ou engagée dans l’épaisseur de cette dernière, doit assurer l’évacuation des infiltrations d’eau éventuelles.

  1. Panne sablière.
  2. Chevron ou fermette.
  3. Planche de rive.
  4. Cale de bois.
  5. Panneaux isolants.
  6. Isolant entre chevrons ou fermette.
  7. Sous-toiture éventuelle.
  8. Contre-latte.
  9. Lattes.
  10. Latte plâtrière.
  11. Couverture.
  12. Gouttière.
  13. Bavette indépendante.
  14. Peigne.
  15. Finition intérieure.

Une autre solution consiste à poser sur les panneaux isolants ou à intégrer à ceux-ci, lors de leur fabrication, une sous-toiture sous forme de membrane ou de plaques rigides imperméables à l’eau mais très perméables à la vapeur. La sous-toiture souple est posée sur l’isolant avec recouvrement des joints longitudinaux et transversaux. La sous-toiture rigide est posée sur l’isolant avec recouvrement des joints longitudinaux. La jonction verticale se fait bord à bord, dans l’axe des chevrons ou fermettes. Le joint vertical est comprimé par la contre-latte fixée au chevron ou à la fermette à travers l’isolant. Les joints verticaux de l’isolant et de la sous-toiture rigide ne peuvent pas se superposer. La sous-toiture doit être prolongée dans le bas du versant jusqu’à la gouttière ou au-delà de la façade pour assurer l’évacuation des infiltrations d’eau éventuelles.

Exemple, système proposé par un fabricant.

Joint horizontal entre deux panneaux

  1. chevron ou fermette
  2. crochet de mise en place cloué au chevron
  3. panneau isolant
  4. bande de mousse souple adhésive
  5. latte de mise en place
  6. deuxième rangée de panneaux isolants à glisser contre la première rangée
  7. couche de revêtement avec rebord (200 mm) (= sous-toiture)

Joint vertical entre deux panneaux

  1. chevron ou fermette
  2. bande adhésive
  3. panneau isolant avec sous-toiture souple intégrée
  4. contre-latte

Les joints verticaux sont alignés au-dessus et à l’axe du chevron. De cette façon, l’étanchéité à l’air est assurée par la contre-latte. Une étanchéité à l’air supplémentaire peut être obtenue en plaçant une bande adhésive souple sur le support avant la mise en place des panneaux et en appliquant une même bande sur la face supérieure des joints avant la pose des contre-lattes.
Autre exemple, système proposé par un autre fabricant : 

Panneau rainuré et languetté sur le pourtour + profil le rendant étanche à l’air et à la vapeur d’eau. En outre, la face supérieure est pourvue d’une membrane de sous-toiture étanche à l’eau qui chevauche le panneau de part et d’autre.

On trouve sur le marché des panneaux de polystyrène expansé à rainures et languettes dont le fabricant propose simplement, pour réaliser l’étanchéité entre panneaux, la pose par-dessus le panneau isolant, d’une membrane étanche à l’eau de pluie et perméable à la vapeur, sans étanchéité à l’air et à la vapeur supplémentaire à la face inférieure des panneaux.

Les tenons des plaques doivent toujours être orientés vers le haut.

Ce système est moins exigeant au niveau hygrothermique que l’ensemble des précautions énoncées ci-dessus et extraites de l’article « Dossier : la toiture SARKING », paru dans le magasine « Roof Belgium » de septembre 1998, écrit sur base d’un document technique du CSTC exposant les aspects principaux de la toiture Sarking. Néanmoins, ce système, pour autant qu’il soit pourvu d’un plancher ou d’une finition intérieure étanche à l’air sous les chevrons, est conforme aux recommandations du CSTC concernant le choix du pare-vapeur, puisque ces recommandations n’exigent pas de pare-vapeur dans le cas d’une sous-toiture capillaire et perméable à la vapeur d’eau.

Bâtiments de classe de climat intérieur IV

Dans les bâtiments de classe de climat intérieur IV, les recommandations ci-dessus concernant la fonction « sous-toiture » restent valables, tandis que la fonction d’étanchéité à la vapeur d’eau nécessite la pose d’un pare-vapeur continu. La mise en place de celui-ci sera facilitée par la présence, sous les panneaux isolants, d’un « plancher » sur lequel il sera posé.

Remarque générale.

Pour une construction sûre en matière d’incendie, on doit prévoir une finition intérieure en carton-plâtre ou en tout autre matériau résistant au feu. Celle-ci permet de retarder la transmission de flammes vers les mousses synthétiques (PUR, PIR, XPS, EPS) qui sont combustibles.
Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Limiter les apports solaires [Fenêtres]

Limiter les apports solaires

Les vitrages

Dans les bâtiments tertiaires avec apports internes élevés, il faut limiter les surfaces vitrées au Sud et surtout à l’Ouest, et prendre la lumière naturelle au Nord (dans la limite des possibilités urbanistiques).

Un vitrage est un élément de l’enveloppe dont le bilan thermique est particulier. Ainsi, durant la saison de chauffe :

  • Il perd constamment de la chaleur par transmission vers l’extérieur plus froid.
  • Il gagne de la chaleur, pendant les heures d’ensoleillement, par le rayonnement solaire qui le traverse.

Dans un bâtiment domestique, le bilan d’un double vitrage Sud (établi sur la saison de chauffe) est positif : il reçoit plus de chaleur solaire qu’il ne perd de chaleur par transmission. C’est ce bilan qui est à la base de la conception « solaire passive » des habitations : développer des surfaces de captation au Sud va permettre de diminuer la consommation de chauffage.

Mais il y a une limite à ce gain : si la surface vitrée est trop importante, toute l’énergie incidente ne sera plus « utile ». En mi-saison, et parfois même en hiver, le bâtiment sera « saturé » de chaleur et l’apport supplémentaire ne sera pas valorisé. Une serre annexée à l’habitat, dont on voudrait maintenir la température intérieure, est un exemple poussé à l’extrême de cet excès de surface solaire : les pertes de chaleur sont très élevées par temps froid et la température devient rapidement excédentaire en période d’ensoleillement.

Dans les immeubles de bureaux actuels, le bilan sur la saison de chauffe est toujours négatif : plus la surface vitrée est importante, et plus la consommation de chauffage est élevée en hiver. Et ceci quelle que soit l’orientation. En fait, la demande de chaleur du bureau est faible, car il est rapidement « saturé » de chaleur par les charges internes. Et lorsque le rayonnement solaire se produit, il ne contribue pas à diminuer la puissance de chauffage qui est nulle à ce moment, mais apporte un état de surchauffe.

De plus, si l’on regarde le bilan annuel, l’augmentation de la surface vitrée ne peut que générer un supplément de consommation en été. Toute augmentation de la surface vitrée entraîne donc une augmentation de la consommation globale du bâtiment.

On en conclut que si l’immeuble de bureaux prévu est fortement équipé en bureautique, il est raisonnable de se fermer au Sud et à l’Ouest pour s’ouvrir au Nord. On ne garde alors de la composante solaire que la fonction d’éclairage naturel des espaces. A fortiori, si la structure est de faible inertie thermique.

Ordre de grandeur

Pour fixer un ordre de grandeur, voici un extrait de la future réglementation thermique française relative à la protection contre l’ensoleillement des bâtiments climatisés autres que les habitations.

Le principe de cette réglementation est de compenser des surfaces de vitrage trop importantes par une protection solaire plus sévère et vice-versa.

Ainsi,

(Σ Sbaies vert x FSbaies vert x Fma) / (Σ Sfaçades)
+ 2 x (Σ Sbaies hor x FSbaies hor) / Σ Stoit

doit être inférieur à 0,35 (pour le nord de la France).

où,

  • Sbaies vert et Sbaies hor = surface des baies verticales dans toutes les orientations à l’exception du nord et surface des baies horizontales.
  • FSbaies vert et FSbaies hor= facteur solaire des baies verticales et horizontales.
  • Fma = coefficient de masque architectural (= 1 si pas de masque (valeur par défaut), = 0,75 si débord de toit ou auvent orienté du SE au SO de plus de 0,25 x hauteur baie, = 0,7 si auvent orienté du SE au SO de plus de 0,5 x hauteur de baie).
  • Sfaçades et Stoit = surface des façades dans toutes les orientations à l’exception du nord et surface de toiture.

Isolation

 Choix des vitrages.

Les protections solaires

On a vu dans la réglementation française, ci-dessus, que les apports solaires dépendent évidemment de la surface du vitrage mais aussi du facteur solaire de la baie, c’est-à-dire du pourcentage d’énergie solaire qui traverse le vitrage par rapport à l’énergie incidente.

Il existe divers moyens de protéger la baie, par des stores enroulables (principalement extérieurs), par des brise-soleil, par des vitrages réfléchissants, …

    

Brise-soleil, stores enroulables, vitrages réfléchissants.

Les protections solaires les plus performantes permettent de diminuer de près de 90 % les apports de chaleur au travers des vitrages.

Toute la difficulté du choix consistera à concilier la protection contre les surchauffes et un apport en éclairage naturel suffisant, quelle que soit la saison.

Gestion des gains solaires 

 Placer des protections solaires.
Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Charpente

Charpente

La charpente en bois reste la plus courante pour réaliser la structure portante de la toiture inclinée.

Cependant, pour des raisons thermiques, acoustiques ou de stabilité, la structure portante peut consister en dalles inclinées de béton coulées sur place ou en hourdis de béton lourd ou cellulaire posés en pente.

Charpente traditionnelle (à pannes et chevrons)

Le principe de la structure traditionnelle est de superposer, en les croisant perpendiculairement, des éléments linéaires. La portée diminuant au fur et à mesure des différentes couches, leur section et entre axe diminue également jusqu’à la pose aisée des éléments de couverture.

La charpente traditionnelle proprement dite, est constituée de pannes et de chevrons*.
Les pannes sont portées par les murs pignons et les murs porteurs de refend; des fermes peuvent remplacer les murs de refend si l’on veut garder de grands espaces sous la toiture.

* Remarque : dans le cas d’une isolation par panneaux autoportants, la charpente ne nécessite pas de chevrons; les panneaux sont directement fixés sur les pannes.

Schéma charpente traditionnelle.

  1. Ferme.
  2. Panne.
  3. Panne faîtière.
  4. Panne sablière.
  5. Chevrons.
  6. Sous-toiture éventuelle.
  7. Contre-lattes.
  8. Panneaux de toiture autoportants.
  9. Liteaux ou voliges.

Charpente traditionnelle à pannes et chevrons.

Le bois de charpente doit, de préférence, avoir été traité (pour résister aux insectes, aux champignons, …).

Les pannes (structure primaire)

Les pannes sont parallèles au faîte.
Outre les pannes, la structure primaire peut comprendre des sablières, des échelles de corniche, des noues, des arêtiers et des fermes.

Dans le cas d’une corniche en bois, une échelle en bois, mise à plat au-dessus du mur porteur et du parement, remplace ou supporte la panne sablière. L’échelle permet, d’une part de réaliser le porte à faux au-delà du mur porteur, d’autre part d’assurer une jonction continue entre l’isolation du mur et de la toiture.

Schéma pannes.

  1. Gîte de versant + isolant.
  2. Echelle de corniche.
  3. Maçonnerie renforcée.
  4. Cale de pente.
  5. Planche de face.
  6. Fermeture.

Echelle de corniche (N°2).

Les chevrons (structure secondaire)

Auparavant, les chevrons destinés à des toitures-greniers non isolées étaient de section carrée. Actuellement, les chevrons sont parfois remplacés par des « gîtes de versant », pièces de bois plus hautes, de largeur minimale de 38 mm et de hauteur minimale de 100 mm. Ces pièces permettent de poser une couche d’isolant plus épaisse en une seule fois. En outre, elles diminuent le nombre de pannes nécessaires, ce qui libère en partie l’espace sous-toiture.

Remarque : Dans ce cas, les pannes doivent être calculées pour reprendre des charges plus importantes. Elles portent en effet de plus grandes surfaces de toiture.

Au-dessus du mur pignon, une échelle de bois sert parfois de structure secondaire. Elle couvre toute l’épaisseur du mur (mur porteur – vide isolé – mur de parement). Elle permet, de réaliser le porte à faux au-delà du mur porteur. Elle permet également d’assurer une jonction continue entre l’isolation du mur et de la toiture.

Schéma chevrons.

Échelle de pignon.

Le support de couverture (contre-lattes, liteaux ou lattes, voligeage)

En général, lorsque la couverture est constituée de tuiles ou d’ardoises fixées au moyen de crochets, leur support est constitué de liteaux ou lattes. Lorqu’elle est constituée d’ardoises posées au moyen de clous, de « feuilles » ou de petits éléments relativement souples (ex : bardeau bitumineux), leur support est constitué d’un voligeage.
La pose d’ardoises sur liteaux est de plus en plus pratiquée, mais dans le cas de petites ardoises, la pose au clou sur voliges reste plus indiquée.

Actuellement, des panneaux de bois peuvent remplacer les voliges; dans ce cas, on veillera particulièrement, à suivre les prescriptions des fabricants et des agréments techniques.

Des voliges sont également utilisées comme support des ouvrages de rives et de raccords (rives libres, rives en butée, faîtes, noues, arêtiers, bacs de cheminée, corniches …).

Schéma support de couverture.

  1. Couverture.
  2. Lattes.
  3. Volige.
  4. Chéneau en zinc.
  5. Contre-lattes.
  6. Sous-toiture.
  7. Isolant.
  8. Pare-vapeur.
  9. Espace technique.
  10. Finition intérieur.

Noue.

Charpente à fermettes

Les fermettes remplacent les chevrons ou gîtes de versant, ainsi que les pannes.
Elles sont réalisées en atelier.

Remarque.
Une fermette se distingue d’une ferme de charpente par la section plus réduite des pièces qui la constitue et par la distance qui la sépare de la pièce voisine.

Schéma charpente à fermettes.

  1. Fermette.
  2. Entrait (de la fermette).
  3. Sablière.
  4. Sous-toiture (éventuelle).
  5. Contre-latte.
  6. Liteau ou voligeage.

Charpente préfabriquée avec fermettes.

Vu que la charpente est constituée uniquement d’éléments verticaux, un contre-ventement doit être prévu entre les fermettes.

Les fenêtres de toitures, lucarnes et raccords entre versants sont un peu plus compliqués à réaliser que pour une charpente traditionnelle.

Il existe des fermettes pour combles utilisables ou non utilisables.
Fermette pour combles non utilisables

Exemple schématique.
Combles non utilisables.

Fermette pour combles utilisables

Exemple schématique.
Combles utilisables.

Généralement, les fermettes sont posées au niveau du plafond de l’étage inférieur. Elles constituent la structure portante du plafond et éventuellement du plancher des combles à condition d’être calculée en conséquence.

Pour le reste, les principes sont identiques à ceux d’une charpente traditionnelle.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Toiture plate : types de supports

Toiture plate : types de supports

Tant en construction neuve qu’en rénovation, la nature du support du complexe isolant-étanchéité est généralement défini.

C’est donc la nature du support qui influencera les techniques choisies pour réaliser l’isolation thermique et l’étanchéité, et non l’inverse.

Les supports sont à considérer en fonction de leur :

  • capacité portante,
  • déflexion,
  • coefficient de transmission thermique,
  • comportement hygrothermique.

On distinguera :

Les dalles monolithes

La dalle monolithe peut-être :

  • Un béton armé plein coulé sur place.

Béton coulé sur place.

  • La couche de compression d’éléments préfabriqués en béton ou en terre cuite.

Couche de compression sur poutrains et claveaux.

  • Un béton de pente avec granulats lourds ou légers.

La forme de pente ne peut être réalisée en béton léger (NIT 134 p 30).

Béton de pente.

Les éléments fractionnés en béton ou en terre cuite

Sont compris dans cette catégorie

  • Les éléments préfabriqués en béton sans couche de compression.
  • Les éléments en terre cuite sans couche de compression.
  • Les éléments préfabriqués en béton léger.

Éléments préfabriqués sans couche de compression.

Les planchers en bois et les panneaux en matière végétale

Cette catégorie comprend

  • Les planchers ou voligeages en bois.

Tous les éléments en bois doivent être traités contre les champignons et les insectes avant d’être mis en œuvre. Les produits de traitement doivent être compatibles avec les autres matériaux mis en œuvre : isolation, pare-vapeur, étanchéité, accessoires, etc.

Plancher en bois.

  • Les panneaux de particules de bois.

Si la structure est un panneau de bois aggloméré celui-ci doit appartenir à la classe « B » suivant STS 04.6

Panneau en bois aggloméré.

  • Les panneaux multiplex.

Si la structure porteuse est en multiplex, celui-ci doit être de qualité pour menuiserie extérieure.

Panneau en bois multiplex.

Les panneaux en fibres organiques liées au ciment

Panneau en fibres de bois liées au ciment.

Les tôles profilées

Tôle profilée.

Les panneaux de toiture composites

Panneaux composites agglo + EPS + agglo
renforcé par des poutrelles métalliques.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Concevoir le raccord entre souche de cheminée et versant isolé

Concevoir le raccord entre la souche de cheminée et le versant isolé

Généralités

La souche de cheminée étant fort exposée aux pluies battantes, on la réalise comme un mur creux dont la paroi extérieure est en briques de parement ou en bardage.

Son pied doit donc être drainé tout comme un pied de façade en murs creux. L’eau qui s’infiltre au travers de la maçonnerie de parement et qui arrive dans la coulisse est dirigée vers l’extérieur par une membrane, via des joints verticaux ouverts.

La membrane peut dépasser de quelques millimètres le nu du parement de manière à former casse-goutte ou déborder bien davantage pour permettre son raccord avec la bande de solin. Celle-ci est nécessaire à tous les raccords de la souche de cheminée avec la toiture : amont, latéral ou aval.

Étanchéité dans le mur et bande de solin d’une pièce.

Etanchéité et bande de solin séparés.
Recouvrement dans le même joint de mortier.

Etanchéité située une rangée de briques au-dessus de la bande de solin.

Bardage.

Continuité des fonctions « couverture » et « sous-toiture » – Raccord amont avec la toiture

Continuité de la fonction de la couverture

La cheminée se situe idéalement sur le faîte du toit. C’est la position qui assure le meilleur fonctionnement du conduit de fumée, et qui évite l’arrêt des eaux de ruissellement en amont de la cheminée. Dans les autres situations, il faut prévoir un chenal qui récolte ces eaux de ruissellement et les évacue sur les côtés de la cheminée.
Lorsque la cheminée est large ou éloignée du faîte, un chéneau à base horizontale plutôt qu’un chéneau épousant la pente du versant est conseillé. Lorsque le chéneau dépasse un mètre de long, il est même conseillé de lui donner une pente.

Il faut également assurer l’étanchéité :

  • d’une part, entre le chéneau et la cheminée,
  • d’autre part, entre le chéneau et la toiture.

Continuité de la fonction « sous-toiture »

La souche de cheminée doit être protégée des eaux qui ruissellent sur la sous-toiture en amont de la cheminée; celles-ci doivent être évacuées de part et d’autre de la cheminée.

Exemples

Cas d’une isolation entre chevrons ou fermettes – 1° exemple

Schéma cheminée et isolation entre chevrons ou fermettes.

Raccord avec la couverture à l’amont de la cheminée.
Isolant placé entre les chevrons ou les fermettes.
Une membrane dévie les eaux de la sous-toiture.

  1. Isolant
  2. Sous-toiture aboutissant au-dessus de la membrane 5
  3. Contre-latte
  4. Volige supportant le chéneau
  5. Membrane pliée déviant les eaux de la sous-toiture
  6. Support du voligeage
  7. Chéneau
  8. Bande de solin
  9. Membrane d’étanchéité
  10. Joint vertical ouvert
  11. Finition de plafond
  12. Blocs isolants
  13. Pare-vapeur

Continuité de la sous-toiture :

Elle est réalisée par une membrane d’étanchéité :

Des voliges sont placées entre les fermettes ou les chevrons à l’intersection amont de la souche de cheminée et de la toiture. Une membrane est posée sur ces voliges, remonte le long de la cheminée et déborde de celle-ci latéralement. Les plaques de sous-toiture sont posées sur la membrane et jusque contre la souche de cheminée. Le débordement latéral de la membrane doit se trouver au-dessus de la sous-toiture proprement dite de manière à ce que l’eau infiltrée puisse ruisseler sur la sous-toiture.

Lorsque la cheminée se trouve très proche de la ligne de faîtage, la membrane fait office de sous-toiture entre le faîte et la cheminée.

Raccord amont d’une cheminée située à proximité du faîte
(Photo extraite de la NIT 175 du CSTC).

Continuité de l’étanchéité à la pluie (= fonction de la couverture) :

Réalisation du chéneau :

Des voliges de l’épaisseur des lattes sont placées sur les contre-lattes et forme le support du chéneau.
Le chéneau proprement dit est réalisé en métal (zinc, plomb, cuivre, aluminium, acier inoxydable) ou à l’aide d’une membrane d’étanchéité souple.

Étanchéité des raccords :

Des solins assurent l’étanchéité du raccord entre le chéneau et la cheminée.

Les éléments de couverture sont posés en porte-à-faux su la dernière latte de manière à couvrir le haut du chéneau.
Cas d’une isolation entre chevrons ou fermettes – 2° exemple :

Schéma cheminée et isolation entre chevrons ou fermettes.

Raccord avec la couverture à l’amont de la cheminée.
Isolant placé entre les chevrons ou les fermettes.
La sous-toiture aboutit dans le chéneau.

  1. Isolant
  2. Sous-toiture aboutissant au-dessus de la bavette en zinc 11
  3. Contre-latte
  4. Volige supportant le chéneau
  5. Solin en zinc
  6. Membrane d’étanchéité
  7. Chéneau
  8. Joint vertical ouvert
  9. Finition de plafond
  10. Blocs isolants
  11. Bavette en zinc
  12. Pare-vapeur
Cas d’une toiture « Sarking »

Schéma raccord cheminée / toiture "Sarking".

Cheminée avec bardage en ardoises.
Raccord avec la couverture à l’amont de la cheminée.
Isolant placé au-dessus des chevrons ou des fermettes.
Membrane ou bavette sur le panneau isolant.

  1. Couverture
  2. Latte
  3. Contre-latte
  4. Sous-toiture éventuelle
  5. Isolant
  6. Chevêtre dans le chevronnage
  7. Panne de charpente
  8. Bardage
  9. Chéneau
  10. Blocs isolants
  11. Membrane souple ou bavette métallique avec joint mastic

Cheminée avec parement en brique.
Raccord avec la couverture à l’amont de la cheminée.
Isolant placé au-dessus des chevrons ou des fermettes.
Latte d’arrêt inclinée sur le panneau isolant.

  1. Couverture
  2. Latte
  3. Contre-latte
  4. Sous-toiture éventuelle
  5. Isolant
  6. Chevêtre dans le chevronnage
  7. Panne de charpente
  8. Bande solin
  9. Chéneau
  10. Blocs isolants
  11. Latte en bois inclinée avec joint mastic

La continuité de l’étanchéité à la pluie (= fonction de la couverture) est réalisée de la même manière que dans les exemples précédents.

Quant à la fonction « sous-toiture », vu qu’elle peut être assurée par le panneau isolant lui-même et que les panneaux isolants sont rigides, sa continuité est réalisée de manière un peu différente. Elle peut être obtenue par :

  • une membrane souple ou bavette métallique fixée sur le panneau isolant d’une part et sur la souche de cheminée d’autre part (voir 1er dessin),
  • ou par ou par une latte d’arrêt fixée sur le panneau isolant (voir 2ème dessin),

et dont le raccord avec le panneau isolant est réalisé au moyen d’un joint de mastic souple.
La membrane, la bavette ou la latte doivent déborder latéralement de la cheminée pour évacuer les eaux de ruissellement de part et d’autre de la cheminée.

Continuité des fonctions « couverture » et « sous-toiture » – Raccord latéral et aval avec la toiture

Le raccord latéral et aval entre la cheminée et la toiture se traite comme le raccord entre la toiture et un mur en butée.

Raccord aval de la couverture avec la cheminée.

  1. Solin
  2. Bavette en plomb
  3. Étanchéité et joint vertical ouvert dans le parement
  4. Latte
  5. Contre-latte
  6. Sous-toiture
  7. Isolant
  8. Pare-vapeur
  9. Espace technique
  10. Finition du plafond
  11. Blocs isolants

Continuité de la fonction de la couverture

Le raccord se fait au moyen de bavettes en plomb posées sur les éléments de couverture et épousant parfaitement leur forme d’une part, et sur la souche de cheminée d’autre part. L’étanchéité est obtenue grâce à des solins engravés dans la maçonnerie.

Continuité de la sous-toiture

La liaison de la sous-toiture avec les faces latérales et aval de la cheminée peuvent être assurées comme celle avec la face amont de la cheminée. Mais dans le cas de sous-toiture en plaques rigides, on se limite, en général, à poser celles-ci contre la souche de cheminée.

Dans le cas d’une toiture « Sarking », la continuité de la fonction « sous-toiture » est assurée par le cordon de mousse de polyuréthane injecté entre le panneau isolant et la cheminée.

Continuité de la fonction « isolation »

Il doit y avoir continuité entre l’isolation de la toiture et de celle de cheminée. Cette continuité nécessite l’utilisation de blocs moins conducteurs que la maçonnerie tels que les blocs de béton cellulaire ou carrément les « blocs » en verre cellulaire.

Exemples.

Bon ! Des blocs isolants évitent les ponts thermiques.

Mauvais ! Ponts thermiques importants !

Continuité de la fonction « pare-vapeur » et « finition intérieure »

La continuité de la fonction « pare-vapeur » n’est pas spécifique à la souche de cheminée mais au type de modèle d’isolation : elle est assurée par un bon raccord au corps de cheminée :

La finition intérieure de la toiture est raccordée de manière étanche à la finition intérieure du corps de cheminée de façon à supprimer tout risque de courant d’air.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Isoler un mur creux par remplissage de la coulisse

Isoler un mur creux par remplissage de la coulisse

Limites d’application

On évite l’isolation dans la coulisse dans les cas suivants :

  • Lorsque le niveau d’isolation thermique souhaité ne peut pas être atteint à cause de l’épaisseur insuffisante de la coulisse.
  • Lorsque la surface extérieure du mur est imperméable à la vapeur d’eau.
    En effet, lorsqu’on isole dans la coulisse, l’eau présente dans le parement provenant des infiltrations des pluies et/ou de la condensation interstitielle, doit pouvoir être évacuée par le séchage du parement, qui, à cause de la présence de l’isolant, n’est plus possible que par la face extérieure.
    Si le revêtement extérieur est une peinture, on peut enlever cette dernière, mais ceci n’est pas facile à réaliser.
  • Lorsque la maçonnerie de parement est gélive. Soit, elle présente des briques effritées et/ou des joints expulsés, soit le test d’un échantillon en laboratoire a montré qu’elle serait incapable de résister aux contraintes provoquées par le remplissage de la coulisse.
    En effet, lorsqu’on place une isolation dans la coulisse, le mur de parement subit moins les influences de la température intérieure. Il sera plus froid en hiver et plus chaud en été. Le mur de parement subit des variations de température plus grandes et plus fréquentes; les contraintes thermiques sont plus importantes.
  • Lorsque la façade comporte des ponts thermiques importants ne pouvant être corrigés.
  • Lorsque la paroi intérieure n’est pas étanche à l’air (maçonnerie non enduite).
  • Lorsqu’il y a de la mousse sur la brique de façade.
  • Lorsque les barrières d’étanchéité sont absentes ou inefficaces.

Vérification et mesures préliminaires

> Avant d’entamer les travaux, un examen préalable de la coulisse doit être réalisé pour vérifier l’état et la qualité du mur creux. Cet examen est facilement réalisable, sans démontage du mur, au moyen d’un appareil spécialisé tel que l’endoscope.

Endoscope appareil permettant l’observation à distance à l’intérieur d’un corps creux par l’intermédiaire d’un trou de 10 à 12 mm de diamètre foré dans les joints de mortier.

On vérifie ainsi :

  • La possibilité de traiter les ponts thermiques au droit des linteaux, des retours de baies, des planchers, des pieds de mur, de la corniche, etc.
  • L’absence de gravats, de déchets et autres matériaux dans la coulisse.
  • La disposition correcte des crochets entre les deux parois du mur.
  • L’existence des membranes d’étanchéité correctement disposées.
  • La présence d’ouvertures de drainage de la coulisse disposées juste au-dessus des membranes d’étanchéité.

Détail au droit d’une fenêtre – Vue en plan

Correction d’un pont thermique.

  

Pénétration d’eau via les déchets de mortier ou morceau de brique calés entre les deux parois.

Pénétration d’eau via crochet d’ancrage mal positionné.

Détail à la base d’un mur

Mauvaise pause d’une membrane d’évacuation de l’eau au-dessus d’un linteau.

Correction avec démontage du parement et encastrement de la membrane dans la paroi intérieure.

> Les éventuels problèmes d’humidité ascensionnelle doivent d’abord être résolus; la faculté d’assèchement du mur étant amoindrie par le remplissage de la coulisse.

Choix du système d’isolation

Il existe différents moyens et matériaux isolants pour remplir la coulisse.

On choisit, en général, le système qui consiste à insuffler un isolant en vrac. La technique d’injection de mousse est actuellement peu pratiquée. Elle nécessite un contrôle précis du remplissage et de l’expansion de la mousse pour éviter une déformation du parement suite à la pression provoquée.

Le recours à un système d’isolation bénéficiant d’un agrément technique est vivement conseillé.

Le matériau isolant doit :

  • ne pas être capillaire ni hydrophile (il ne peut absorber ni retenir l’eau),
  • être suffisamment perméable à la vapeur d’eau,
  • avoir une consistance suffisante pour ne pas s’affaisser.
Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Concevoir les détails: le raccord mur-toiture-plancher [isolation]

Concevoir les détails de réalisation : le raccord mur-toiture-plancher

Schéma raccord mur-toiture-plancher- 01.

  1. Mur porteur
  2. Mur de parement
  3. Isolant thermique
  4. Structure portante (gîtes)
  5. Aire de foulée
  6. Pare-vapeur
  7. Espace technique
  8. Finition intérieure
  9. Chevron
  10. Sous-toiture
  11. Contre-lattes
  12. Lattes
  13. Couverture
  14. Panne sablière

Schéma raccord mur-toiture-plancher- 02.

La continuité de l’isolation thermique est assurée par un bloc peu conducteur de la chaleur (exemple : bloc de béton cellulaire).

  1. Mur porteur
  2. Mur de parement
  3. Isolant thermique
  4. Structure portante (gîtes)
  5. Aire de foulée
  6. Pare-vapeur
  7. Espace technique
  8. Finition intérieure
  9. Chevron
  10. Sous-toiture
  11. Contre-lattes
  12. Lattes
  13. Couverture
  14. Panne sablière
  15. Poutre de ceinture
  16. Blocs peu conducteur de la chaleur

Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Quelle amélioration choisir pour la fenêtre ?

Quelle amélioration choisir pour la fenêtre ?

Conserver les châssis existants en les modifiant éventuellement, et intervenir sur le vitrage

Le châssis peut être conservé lorsqu’il est isolant (bois, PVC, polyuréthane, alu à coupure thermique), en bon état et adaptable, c’est à dire qu’il peut, après intervention éventuelle, être équipé d’un double vitrage performant ou d’un survitrage.

Améliorer

 Pour remplacer un vitrage par un vitrage plus isolant.

Améliorer

 Pour savoir comment placer un survitrage.

Au survitrage, on préférera le double vitrage plus performant. La pose d’un survitrage est une amélioration thermique médiocre (Ug total de la double vitre > 3 W/m²K) qui ne se justifie que par les caractéristiques architecturales du châssis (esthétique, courbes compliquées, petits vitrages, nombreuses subdivisions, profilés trop fins ou impossibles à modifier, etc.), par le souci de ne pas diminuer la surface transparente de la fenêtre dans le cas de très petites surfaces vitrées. En outre, le survitrage nécessite un entretien plus important, puisque le nombre de face est doublé, et de la condensation périodique entre la vitre et le survitrage est difficile à éviter.

Si le châssis n’est pas isolant (métallique sans coupure thermique, par exemple) en bon état et adaptable, c’est-à-dire qu’il peut également, après intervention éventuelle, être conservé à condition que l’occupant accepte une condensation superficielle sur la face intérieure du châssis à certaines périodes.

Si le châssis existant présente une mauvaise étanchéité à l’air et ou à l’eau, autour des ouvrants, et au raccord du châssis avec la maçonnerie, celle-ci peut être améliorée.

Améliorer 

 Pour savoir comment améliorer l’étanchéité à l’air et à l’eau des châssis.

Remplacer les châssis existants avec les vitrages

Dans certains cas, on ne pourra faire l’économie du remplacement du châssis.

> Lorsque le châssis n’est plus adapté.

Suite à une modification d’affectation, le mode d’ouverture peut ne plus correspondre avec la fonction du local.
Avant de remplacer le vitrage au sein d’un châssis, il faut s’interroger sur les possibilités d’ouverture, de ventilation, … qu’offre le châssis et si elles sont encore suffisantes et appropriées à l’activité. Si le type d’ouvrant n’est pas approprié, seul le remplacement du châssis est possible.

> Lorsque le châssis est en mauvais état.

(1) Les châssis en bois : La durée de vie d’un châssis en bois sera fonction du soin consacré à son entretien. Les attaques du bois par des champignons ou des insectes sont dues à une protection et/ou un entretien insuffisant. La présence de condensation interne peut également être la cause de la dégradation des châssis en bois. Si le dormant et les ouvrants du châssis s’avèrent trop abîmés, on remplacera tout le châssis. Si seul l’ouvrant est endommagé, il est possible de remplacer uniquement ce dernier. Si seule une partie d’un cadre est endommagé et lorsqu’il est possible de la remplacer sans causer d’autres dommages, on peut remplacer seulement une partie du châssis (montant, traverse). Il convient alors d’utiliser du bois de durabilité suffisante.

Techniques

 Pour en savoir plus sur l’entretien des châssis en bois.

Améliorer

 Pour connaître les possibilités d’amélioration de la condensation interne au châssis.

Concevoir

 Pour réaliser le choix des châssis.

Améliorer 

 Pour connaître les techniques de remplacement d’un ouvrant.

(2) Les châssis en aluminium : La présence de corrosion est synonyme d’une mauvaise conception du châssis en aluminium. Aucune amélioration n’est envisageable.

(3) Les châssis en PVC : Ces châssis et principalement ceux de couleur foncée, sont sensibles aux ultraviolets. Des déformations du châssis dû au phénomène de dilatation thermique peuvent être la cause de fatigue et de fissuration au sein du châssis.

Remarque.
Pour tous les types de châssis, on vérifiera l’état et l’emplacement adéquat de pièces telles que les quincailleries, les cales et les feuillures.

> Lorsqu’un survitrage est insuffisant ou rejeté pour des raisons d’entretien, et que les feuillures ne sont pas adaptables au double vitrage.

Certains châssis ne permettent pas les modifications nécessaires pour pouvoir y incorporer un double vitrage (profils en bois trop faibles, profils en PVC ou Alu impossibles à modifier). Dans ce cas, seule la pose d’un survitrage est possible. Or l’efficacité isolante de celui-ci est nettement inférieure à celle d’un double vitrage performant. Si cette efficacité est jugée insuffisante, le châssis devra être remplacé. Ce sera également le cas lorsque l’on veut éviter de la condensation entre les vitres ou un entretien plus lourd.

> Lorsqu’un survitrage est insuffisant ou rejeté pour des raisons d’entretien, et que l’on ne désire pas diminuer la surface transparente.

La pose d’un double vitrage à la place d’un simple non seulement nécessite la modification des profils du châssis, mais diminue légèrement la surface vitrée. Si on refuse cette diminution de surface vitrée, seule la pose d’un survitrage est possible. Or l’efficacité isolante de celui-ci est nettement inférieure à celle d’un double vitrage performant. Si cette efficacité est jugée insuffisante, le châssis devra être remplacé. Ce sera également le cas lorsque l’on veut éviter de la condensation entre les vitres ou un entretien plus lourd.

> Lorsqu’on n’accepte pas de condensation sur un châssis en aluminium sans coupure thermique.

Un châssis en aluminium sans coupure thermique est particulièrement perméable à la chaleur et ses performances thermiques sont donc très médiocres. Son remplacement est donc fortement conseillé si le budget le permet.

De plus même muni d’un double vitrage, dans certaines conditions climatiques, la face intérieure d’un châssis en aluminium sans coupure thermique sera couverte de condensation. Si cette condensation n’est pas maîtrisée et provoque des dégâts en rive, ou qu’elle n’est simplement plus souhaitée, le châssis doit être remplacé.

Si le remplacement des châssis et des vitrages est inévitable, un choix approprié du types de vitrages et de châssis est à faire :

Concevoir 

 Pour réaliser le choix des vitrages.

Concevoir 

 Pour réaliser le choix des châssis.

Doubler les châssis existants

Doubler le châssis existant par un second châssis permet d’obtenir des performances thermiques et acoustiques très élevées. Elle est donc très efficace en matière d’utilisation rationnelle de l’énergie.

Cette technique coûte environ le même prix que le remplacement du châssis, mais elle n’est conseillée que lorsque le châssis existant est en bon état et que la modification d’aspect importante de la fenêtre est acceptée à l’intérieur ou à l’extérieur suivant l’endroit où a été placé le nouveau châssis.

Il ne faut pas, non plus, perdre de vue que cette option double la charge d’entretien des fenêtres.

Améliorer

 Comment doubler un châssis.
Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir le mode de pose de l’étanchéité

Les étanchéités bitumineuses

– Sur du béton ou du béton léger monolithe, l’étanchéité bitumineuse peut être :

– Sur des panneaux en béton cellulaire ou en fibro-ciment, l’étanchéité bitumineuse peut être :

  • si un lestage lourd est possible,
    • posée en indépendance,
  • si un lestage lourd n’est pas possible,
    • posée en adhérence totale par collage au bitume ou soudage avec bandes libres sur tous les joints,
    • posée en adhérence totale par collage à froid avec bandes de pontage sur les joints d’about,
    • posée en semi-indépendance par collage à froid, collage au bitume ou soudage, avec bandes de pontage sur les joints d’about,
    • (éventuellement) fixée mécaniquement à l’aide de vis.

– Sur des panneaux multiplex en particules de bois, l’étanchéité bitumineuse peut être :

  • si un lestage lourd est possible,
    • posée en indépendance,
  • si un lestage lourd n’est pas possible,
    • posée en adhérence totale par collage au bitume ou soudage avec bandes de pontage sur les joints d’about,
    • posée en adhérence totale par collage à froid,
    • posée en semi-indépendance par collage à froid, collage au bitume ou soudage,
    • fixée mécaniquement à l’aide de clous ou de vis.

– Sur des panneaux en fibre de bois liées au ciment, l’étanchéité bitumineuse peut être :

  • si un lestage lourd est possible,
    • posée en indépendance,
  • si un lestage lourd n’est pas possible,
    • posée en adhérence totale  par collage à froid, collage au bitume ou soudage.

– Sur des planchers en bois, l’étanchéité bitumineuse peut être :

  • si un lestage lourd est possible,
    • posée en indépendance,
  • si un lestage lourd n’est pas possible,
    • fixée mécaniquement à l’aide de clous ou de vis.

– Sur des panneaux isolants en mousse de polyuréthane (PUR), en mousse de polyisocyanurate (PIR) ou en mousse résolique (PF) revêtus, l’étanchéité bitumineuse peut être :

  • si un lestage lourd est possible,
    • posée en indépendance,
  • si un lestage lourd n’est pas possible,
    • posée en adhérence totale par collage à froid,
    • posée en semi-indépendance par collage à froid, collage au bitume ou soudage,
    • fixée mécaniquement au support, à travers l’isolant, à l’aide de clous ou de vis.

– Sur des panneaux isolants en mousse de polystyrène expansé (EPS) revêtus, l’étanchéité bitumineuse peut être :

  • si un lestage lourd est possible,
    • posée en indépendance,
  • si un lestage lourd n’est pas possible,
    • posée en adhérence totale par collage à froid,
    • posée en semi-indépendance par collage à froid ou collage au bitume,
    • fixée mécaniquement au support, à travers l’isolant, à l’aide de clous ou de vis.

– Sur des panneaux isolants en laine de roche (MW) ou en perlite (EPB), l’étanchéité bitumineuse peut être :

  • si un lestage lourd est possible,
    • posée en indépendance,
  • si un lestage lourd n’est pas possible,
    • posée en adhérence totale par collage à froid ou collage au bitume, lorsque les panneaux ne sont pas revêtus d’un film thermofusible,
    • posée en adhérence totale par soudage lorsque les panneaux sont soudables,
    • fixée mécaniquement au support, à travers l’isolant, à l’aide de clous ou de vis.

– Sur des panneaux isolants en liège (ICB), l’étanchéité bitumineuse peut être :

  • si un lestage lourd est possible,
    • posée en indépendance,
  • si un lestage lourd n’est pas possible,
    • posée en adhérence totale par collage à froid ou collage au bitume,
    • fixée mécaniquement au support, à travers l’isolant, à l’aide de clous ou de vis.

– Sur des panneaux isolants en verre cellulaire (CG), l’étanchéité bitumineuse est généralement :

  • posée en adhérence totale  par collage à froid, collage au bitume ou soudage,
  • posée en semi-indépendance par collage à froid, collage au bitume ou soudage.

– Sur une étanchéité existante qui ne pose pas de problème, mais dont la durée de vie touche à sa fin, l’étanchéité bitumineuse peut être posée en adhérence totale par collage à froid, collage au bitume ou soudage.

Les étanchéités synthétiques

(D’après le tableau 1 de la NIT 151 du CSTC).
La pose des étanchéités synthétiques varie selon le matériau et est différente de celle des étanchéités bitumineuses. Exemples:

Les élastomères

  • EPDM Copolymère d’éthylène, de propylène et de diène-monomère vulcanisé

    Il sera posé en adhérence totale, en adhérence partielle ou en pose libre lestée. L’adhérence au support se fait par collage à l’aide de colle à chaud à base de bitume et d’EPDM, à l’aide de colle de contact, ou à l’aide de bitume lorsque les feuilles sont pourvues d’une couche dorsale constituée d’un voile qui sert à réaliser l’adhérence avec le bitume.Des membranes EPDM pourvues en leur sous-face d’une couche de bitume modifié SBS existent. Elles peuvent être soudées au chalumeau.Sur des tôles profilées en acier, l’EPDM est fixé mécaniquement au niveau des joints ou avec un système de vis spéciales qui ne traversent pas la membrane.

Les plastomères

  • PVC Polymère de chlorure de polyvinyle avec plastifiantLes membranes en PVC peuvent être soit fixées mécaniquement selon différentes méthodes (lorsqu’elles sont résistantes aux UV), soit être posées librement et lestées.Elles peuvent également être collées à la colle de contact ou au bitume chaud (dans le cas d’un PVC résistant au bitume).Dans de nombreux cas, comme avec le PVC non armé, il est utile de fixer l’étanchéité le long des rives pour maîtriser le retrait.
Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Évaluer l’étanchéité à l’air

Évaluer l'étanchéité à l'air

Importance d’une bonne étanchéité

Le confort

Une mauvaise étanchété à l’air des bâtiments engendre des courants d’air et provoque une sensation d‘inconfort.

Exemple : courants d’air au niveau des joints de fenêtre et de porte.

Un cas typique conduisant à l’établissement d’un courant d’air est celui d’un plateau de bureaux paysager où des fenêtres donnent sur deux façades d’orientations différentes : suite à l’effet du vent, une façade est en surpression et l’autre en dépression, entraînant un courant d’air transversal. Cet effet de courant d’air se fait d’autant plus ressentir que les radiateurs placés devant les fenêtres ne couvrent pas toute la largeur de celles-ci et ne compensent pas l’infiltration d’air froid.

Le même phénomène se présente lorsqu’il y a des portes donnant sur l’extérieur et non protégées par un sas.

De plus, le manque d’étanchéité à l’air engendre un affaiblissement de l’isolation acoustique, ce qui pose surtout problème dans les villes.

Les économies d’énergie / la puissance de chauffe

Les économies d’énergie

En hiver, l’air chaud s’échappe par les fuites d’air d’un bâtiment trop peu étanche, l’air froid s’y engouffre. Un taux de ventilation réel de 0,5 renouvellement/h pour un bâtiment de dimension 60 m x 10 m x 12 m, soit 7 200 m³ va entraîner une consommation hivernale de :

(0,5 x 7 200) [m³/h] x 5 800 [h] x 0,34 [Wh/m³.K] x (15° – 6°) / 1 000

= 64 000  [kWh/an]

 où,

  • 5 800 est le nombre d’heures de la saison de chauffe
  • 0,34 Wh/m³xK est la capacité thermique de l’air.
  • 15° est la température moyenne intérieure, tenant compte d’un abaissement nocturne et d’un apport équivalent de 3° par les apports « gratuits »
  • 6° est la température moyenne extérieure hivernale dans le centre de la Belgique

Soit un équivalent de +/- 4 000 € par an , si la chaleur est fournie par du combustible fuel à 0,625 €/litre.

L’impact de l’inétanchéité à l’air d’un bâtiment est d’autant plus important que celui-ci est récent et donc bien isolé. En effet, la part des pertes dues à la ventilation dans le total des déperditions y est beaucoup plus importante.

La puissance de chauffe

Le dimensionnement de l’installation de chauffage se fait sur base des pertes de chaleur par transmission (par les murs, les fenêtres, la toiture, …) et des pertes de chaleur par ventilation. Si l’étanchéité du bâtiment est très mauvaise, les pertes de chaleur par ventilation seront plus importantes que celles dont on aura tenu compte dans les calculs menant au dimensionnement de la chaudière (la norme NBN 62-003 prévoit un taux de renouvellement horaire de l’air de 1), la chaudière sera sous-dimensionnée par rapport aux besoins réels et, par temps très froid, on n’arrivera pas à chauffer convenablement.

Exemple.

Le CSTC a été appelé dans une école où il s’était avéré impossible de chauffer les locaux au-delà de 10 à 13 °C durant les moments froids et venteux de l’hiver 1984-1985, malgré une installation de chauffage correctement dimensionnée. Il a mesuré une étanchéité n50 de 30/h, ce qui correspond à un taux de ventilation réel saisonnier moyen de 1,5/h… Les parois étaient réalisées en blocs de béton poreux, laissés apparents (sans plafonnage). Et par temps venteux, l’air extérieur traversait la paroi…

Mais ce cas est très rarement rencontré.

Le mauvais fonctionnement du système de ventilation

Le système de ventilation ne fonctionnera correctement que si le bâtiment est relativement étanche à l’air.

Dans son article « La ventilation et l’infiltration dans les bâtiments : la situation en Belgique » (1986), le CSTC précise qu’un système de ventilation mécanique ne peut fonctionner correctement que pour un taux de renouvellement de l’air à 50 Pa (n50) inférieur à 5/h.

Niveaux de référence

Étanchéité globale

En Wallonie, il n’existe pas de recommandations concernant l’étanchéité à l’air globale d’un bâtiment.

Par contre, la norme européenne EN 13779 recommande un taux de renouvellement d’air maximum à 50 Pa(n50) :

  • de 1/h pour les bâtiments hauts (> 3 étages);
  • de 2/h pour les bâtiments bas.

On peut également se référer à la norme NBN D 50-001 qui recommande :

  • n50 < 3/h si ventilation mécanique,
  • n50 < 1/h si récupérateur de chaleur.

À titre de comparaison, la région de Bruxelles-Capitale imposera en 2018 un niveau d’étanchéité à l’air n50 < 0.6/h pour toute construction neuve, et n50 < 0.72/h pour les rénovations assimilées à de la construction neuve.

Étanchéité des fenêtres

En Belgique, les bâtiments des services publics doivent satisfaire aux exigences d’étanchéité suivantes :

Hauteur du bâtiment (h en [m]) η50 [m³/h.m]
h < 10 < 3,8
10 < h < 18 < 1,9
h > 18 < 1,3

Source : STS 52 Menuiserie extérieure en bois : fenêtres, portes-fenêtres, façades légères – Bruxelles – 2005.

Ces exigences sont relativement sévères par rapport aux autres pays (seuls les pays scandinaves ont des exigences plus sévères).

La figure ci-dessous donne un aperçu des valeurs d’étanchéité à l’air des menuiseries imposées par un certain nombre de pays occidentaux.

Aperçu des exigences d’étanchéité à l’air des menuiseries dans différents pays occidentaux.

Comment évaluer sa situation ?

1° possibilité : faire procéder à une évaluation par une société spécialisée

  1. On peut faire réaliser des essais de pressurisation du bâtiment pour mesurer l’étanchéité globale et localiser les fuites. Si cette technique fonctionne bien pour un bâtiment domestique, il semble difficile de l’appliquer pour un bâtiment tertiaire.
  2. On peut procéder à une analyse par gaz traceur : une dose bien connue de gaz est dispersée dans une ambiance; une heure plus tard, on vient mesurer quelle est la teneur du gaz encore présente; si celle-ci est faible, c’est que le taux de ventilation est élevé.

2° possibilité : évaluer approximativement sa propre situation

Ci-dessous, nous vous proposons d’analyser votre bâtiment. Ces observations permettront de situer votre bâtiment par rapport à d’autres bâtiments (statistiques) dans lesquels des mesures de pressurisation ont été faites.

A. Observation de la situation

Observation des parties courantes

On vérifie que les murs, s’ils sont réalisés en matériaux poreux (maçonneries de briques, blocs de béton lourds ou légers, …) sont recouverts d’une couche étanche à l’air. Celle-ci peut être un plafonnage, des plaques de plâtres enrobées correctement rejointoyées, un pare-vapeur correctement placé. Une couche épaisse de peinture filmogène est également valable au niveau de l’étanchéité à l’air. Une couche isolante en matériau synthétique ou en verre cellulaire correctement posée rend également le mur étanche à l’air.
Remarques.

  • En cas de mur creux dont la maçonnerie intérieure est apparente, l’enduit étanche à l’air peut avoir été placé sur le mur intérieur du côté coulisse; dans ce cas, elle n’est pas visible à l’oeil.
  • Il arrive que les murs soient enduits jusqu’au faux plafond mais pas au-delà. Dans ce cas, si le faux plafond n’est lui-même pas étanche à l’air, on ressentira des fuites au niveau du faux plafond.

De la même façon, on vérifie que la toiture inclinée, si les locaux sous les combles sont utilisés, dispose d’une bonne étanchéité à l’air. C’est le cas si la finition intérieure est constituée d’un plafonnage, de plaques de plâtre enrobées correctement rejointoyées, de panneaux de fibres de bois liées au ciment, avec enduit. Cette étanchéité à l’air est également assurée avec un pare-vapeur correctement placé ou avec un isolant peu perméable à l’air (mousses synthétiques, verre cellulaire) si celui-ci est correctement posé. Au contraire, le plafond n’est pas rendu étanche par un lambris en planchettes de bois ou par des lamelles en aluminium avec joints ouverts. Il ne l’est pas non plus dès que la finition intérieure est perforée par des canalisations électriques ou pour toute autre raison.

Les toitures plates correctement réalisées (toitures chaudes ou toitures inversées) sont automatiquement étanches à l’air à cause de la présence du pare-vapeur et de la membrane d’étanchéité continue caractéristique des toitures plates. La toiture froide doit être proscrite car la ventilation de l’espace situé entre l’étanchéité et l’isolant augmente les risques de courants d’air néfastes.

Observation des raccords et percements

Les infiltrations d’air peuvent avoir lieu au niveau :

  • Des châssis de fenêtres :Remarque : on croit souvent que les pertes par les fenêtres représentent la majorité des pertes par infiltrations. Or, il apparaît que ces pertes n’en représentent en moyenne que 20 % bien que, dans certains cas (cas des menuiseries les moins étanches (n50 de 20 à 40 m³/hxm), elles s’élèvent jusqu’à 75 % de la totalité de ces pertes.
  • Des raccords entre les éléments de la construction (façade/toiture, façade/plancher au niveau de la plinthe, …).
  • Des percements (passage de conduites, portes, caisson de volet, boîtiers électriques, …).
  • Des raccords entre les menuiseries et les maçonneries.

Mauvais raccord entre le mur et la menuiserie.

Il convient donc de vérifier la jonction entre les différents éléments de construction, ou un percement dès que ce dernier touche la couche de la façade qui assure l’étanchéité à l’air.
Cette vérification se fait :

  • Soit à l’œil ou à la main.
  • Soit à l’aide d’une feuille de papier,par exemple, pour vérifier l’étanchéité à l’air entre l’ouvrant et le dormant d’un châssis, on y place une feuille de papier. Si cette feuille coincée ne se déchire pas lors de la tentative d’extraction, l’étanchéité n’y est sans doute pas terrible…!
  • Soit à l’aide d’une bougie que l’on place devant les joints des zones à risque.
  • Des tâches de poussière peuvent également servir d’indice d’une mauvaise étanchéité locale.
  • Enfin au niveau des fuites évidentes, une mesure plus précise peut être réalisée grâce à un anémomètre à fil chaud.

Au niveau du châssis même, on vérifie qu’il existe un joint entre l’ouvrant et le dormant du châssis. Ce joint d’étanchéité à l’air doit être en bon état et continu on vérifie en particulier sa continuité aux angles où il a tendance à se détacher plus vite. Il doit être dans un même plan sur tout le pourtour du châssis.

On vérifie aussi l’état du joint entre le cadre et le vitrage. Celui-ci ne peut êre fissuré ou décollé. Il ne peut avoir perdu sa souplesse.

B. Confrontation des observations aux statistiques

Certaines études statistiques ont été effectuées sur l’étanchéité de bâtiments existants.
Elles concernent :

  • l’étanchéité des menuiseries,
  • l’étanchéité des murs,
  • l’étanchéité de la toiture inclinée.

En vous basant sur ces études et sur les caractéristiques propres à votre bâtiment, il est possible d’en estimer par comparaison, l’étanchéité. Pour vérification, le résultat obtenu en additionnant les volumes d’air infiltré liés à ces différentes causes, peut être comparé à des observations statistiques :

  • d’étanchéité globale.

Étanchéité des menuiseries

Les anciennes menuiseries des immeubles existants ne répondent pas aux niveaux d’étanchéité recommandés. Nous n’avons pas trouvé de rapport de mesures faites en Belgique. Par contre, une étude menée aux Pays-Bas par Mr Van Gunst (1959) (1) et Mrs De Gids et Knoll (1981) (2) révèle notamment que :

  • La plupart des châssis construits avant 1959 ne satisfont pas aux normes néerlandaises modernes.
  • L’étanchéité des joints varie considérablement. M. De Gids a, en effet, mesuré des valeurs (à 50 Pa) allant de n50 = 1,6 à 36 m³/h.m; M. Van Gunst obtient quant à lui des valeurs de n50 situées entre 1,2 et 34 m³/h.m.
  • Les déperditions au droit des raccords entre la menuiserie et la maçonnerie ne sont pas négligeables; elles représentent, en moyenne, 40 % des pertes à travers l’ensemble des joints de la menuiserie.

(1) Van Gunst E. – Het raam in onze woning in verband met gezondheid en ekonomie. De Ingenieur, n° 4 en 11 – 1959.

(2) Knoll B. et De Gids W.F. – Luchtdoorlatendheid van 21 gevels met gevelelementen in drie seizoenen. Delft, IMG-TNO, rapport C 490, november 1981.

Les nouveaux châssis (depuis environ 1985), quant à eux, répondent pour la plupart aux exigences requises. Dans le cas contraire, la mauvaise étanchéité est, sauf exceptions, due à un placement peu soigné.

Étanchéité des murs

Des mesures d’étanchéité dans divers bâtiments ont montré que tous les types de murs, s’ils sont plafonnés, sont très étanches : taux de ventilation à 50 Pa(n50) de moins de 1 m³/h.m². Par contre les murs creux en blocs de béton lourds non plafonnés donnent des taux de ventilation à 50 Pa (n50) d’environ 10 m³/h.m².

Étanchéité de la toiture inclinée

Exemples.

Des mesures d’étanchéité ont été réalisées dans 2 écoles de construction récente, dans un immeuble de bureaux et dans une habitation individuelle dont la constitution de la toiture inclinée est donnée ci-dessous.

  1. Finition intérieure (lambris de bois ou lamelle en aluminium avec joints non fermés).
  2. Isolant.
  3. Chevron.
  4. Sous-toiture de type fibres ciment – cellulose.
  5. Tuiles.

Celles-ci ont donné un taux de ventilation à 50 Pa(n50) d’environ 100 m³/h.m².

On a ensuite rajouté une feuille en PVC entre l’isolant et le plafond d’une des classes. Suivant la qualité d’exécution, on a obtenu les résultats suivants lors de nouvelles mesures d’étanchéité.

Conception de la toiture

n50 (1/h)

Pas de feuille de PVC entre l’isolant et le plafond

27

Une feuille de PVC (0,2 mm) entre l’isolant et le plafond, pas de bande adhésive sur les joints.

12

Une feuille de PVC (0,2 mm) entre l’isolant et le plafond, bande adhésive sur les joints.

5

Étanchéité globale

L’étanchéité de 45 écoles a été mesurée entre 1986 et 1987. Il est apparu que l’étanchéité des bâtiments varie très fortement : le taux de renouvellement d’air à 50 Pa(n50) varie de 0,5/h à 40/h. Il n’y a pas que les bâtiments les plus anciens où l’étanchéité à l’air est faible. Plusieurs bâtiments récents mesurés étaient très peu étanches à l’air; la plupart du temps, cette mauvaise étanchéité était due à des fuites d’air au niveau de la toiture.

Taux de ventilation à 50 PA de bâtiments en fonction de l’année de construction.

À partir des mesures dont il est question ci-dessus mais également d’autres mesures, on peut dire, d’une façon plus générale, que l’étanchéité à l’air des bâtiments en Belgique varie grosso-modo de n50 = 1/h à n50 = 30/h.

C. Évaluation des débits d’air par des ouvertures dans la façade (vitre cassée, porte ouverte, …)

Petite ouverture
À titre de repère, la vitesse de l’air s’²chappant d’une petite ouverture dans une façade (vitre brisée, fente sous une porte, fente de boîte aux lettres, …) est en moyenne de l’ordre de 1 m/s. Cette valeur est valable tant que la section d’ouverture ne dépasse pas 0,5 m². Mais pour la facilité mnémotechnique, on peut calculer la perte énergétique liée à un trou d’1 m² dans une enveloppe. Un débit de 1 m³/s (1m² x 1 m/s) s’échappera, ce qui va entraîner une consommation hivernale de :

1 [m³/s] x 3 600 [s/h] x 5 800 [h/saison chauffe] x 0,34 [Wh/m³.K] x (15° – 6°;) / 1 000

= 63 000 [kWh/an]

où :

  • 15° est la température moyenne intérieure, tenant compte d’un abaissement nocturne et d’un apport équivalent de 3° par les apports « gratuits »,
  • 6° est la température moyenne extérieure hivernale dans le centre de la Belgique,
  • 0,34 Wh/m³.K est la capacité thermique de l’air.

Retenons donc un équivalent de +/- 4 000 € par an et par m² d’ouverture permanente, si la chaleur est fournie par du combustible fuel à 0,625 €/litre.
Grande ouverture
Si l’ouverture est plus importante (ouverture permanente d’une porte d’entrée du bâtiment, par exemple), le phénomène est plus complexe. On constate que de l’air chaud va s’échapper en partie supérieure de la porte et que de l’air froid le remplacera en partie inférieure. Au centre l’écoulement d’air sera pratiquement nul (tourbillons).

On peut approcher le débit d’air par la loi empirique suivante :

Débit = C x Section x (g x Hauteur x DeltaT°/T° ext) exp (1/2)

  • les températures sont exprimées en Kelvin,
  • où le coefficient C est généralement pris égal à 0,15 … 0,2
  • et où « exp (1/2) » signifie qu’il faut prendre la racine carrée de la parenthèse.

Exemple : soit une porte de 1,8 sur 2 m de section, une température intérieure de 20°C et extérieure de 6°C, soit 279 K.

Débit = 0,15 x 3,6 x (9,81 x 2 x 14/279) exp (1/2) = 0,53 m³/s. Une vitesse moyenne de sortie d’air au travers de la porte est donc de 0,53/3,6 = 0,15 m/s.

Remarque : le rapport de conférence du CSTC, Ventilation and Air Quality in Belgian Buildings : a state of the art. / 9th AIVC Conference, Gent, Belgium, 12-15 september 1988 / par P. Wouters, ainsi que l’article La ventilation et l’infiltration dans les bâtiments : la situation en Belgique. / par P. Wouters ont été largement utilisés pour écrire ce chapitre.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Étanchéité à l’eau et à l’air des châssis

Étanchéité à l'eau et à l'air des châssis

Le châssis associé au vitrage doit être imperméable à l’eau et à l’air. Il peut cependant permettre le renouvellement périodique de l’air mais de façon contrôlée.

L’étanchéité à l’air conditionne le niveau d’isolation acoustique et de confort thermique. L’étanchéité à l’eau est indispensable afin de préserver un taux d’humidité convenable et d’éviter les dégradations des matériaux.

Les niveaux de performance

Concernant les châssis, les STS définissent des niveaux de performance d’étanchéité à l’eau (PE2, PE3, PE4, PEe ) et à l’air ( PA2, PA2B, PA3 ) recommandés en fonction de la hauteur du châssis par rapport au sol.

Les niveaux PE2, PE3, PE4, PEe signifient qu’aucune infiltration d’eau ne peut se produire jusqu’à une pression respectivement de 150 Pa, 300 PA, 500 PA, et une pression maximale à précisé, et cela pour une vitesse de vent correspondante respectivement de 56 , 80, 103, et maximale (km/h).

Les niveaux PA2, PA2B, PA3 représentent des plages définies dans des graphiques donnant le débit d’air en fonction de la pression de vent. Lors des tests d’étanchéité, les résultats sont placés dans le graphique et le niveau de résistance d’étanchéité au vent correspond à celui de la zone dans laquelle le résultat se trouve.

Ces niveaux de performance doivent être établis au cours de tests réglementés d’étanchéité à l’air et à l’eau réalisés sur un échantillonnage des châssis commandés.
S’il s’agit de châssis standards agréés, ces niveaux de performance sont signalés dans leurs agréments techniques.

Facteurs influençant le niveau d’étanchéité des châssis

Le type de matériau

Le choix du matériau pour le châssis a peu d’influence sur la classe d’étanchéité de la fenêtre. Les châssis en bois, en aluminium, et en matière plastique présentent en effet une étanchéité à peu près pareille.

Le type d’ouvrant

Le type d’ouvrant influence fortement le niveau d’étanchéité.

Le tableau suivant commenté reprend une évaluation des performances d’étanchéité des différents types d’ouvrants.

Type d’ouvrant Pivot à axe vertical Pivot à axe horizontal Coulissante
à la française double battant sans meneau double battant avec meneau à l’anglaise pivotant simple pivotant à axe horizontal à visière oscillo-battantt basculante coulissante guillotine
Étanchéité à l’eau bon difficile
pourquoi ?[1]		 bon excellent difficile
pourquoi ?[2]		 difficile
pourquoi ?[2]		 bon excellent bon moyen
pourquoi ?[4]		 moyen
pourquoi ?
Étanchéité à l’air bon moyen
pourquoi ?[1]		 bon excellent moyen
pourquoi ?[2]		 moyen
pourquoi ?[2]		 difficile
pourquoi ?[3]		 bon bon bon difficile
pourquoi ?[5]
  1. Il existe un point faible au droit de la rencontre des deux battants dans la partie supérieure et intérieure. La déformation du châssis dans le temps accentue les risques de fuites locales à cet endroit. Cependant des améliorations sont possibles, par adjonction d’une ouverture de drainage au milieu de la traverse inférieure.
  2. Il existe des infiltrations d’eau et d’air par les pivots où l’interruption des joints d’étanchéité est inévitable. Les infiltrations d’eau sont les plus conséquentes. Possibilité d’utiliser des pivots compliqués et coûteux pour remédier à cet inconvénient.
  3. Il existe des infiltrations d’air par les pivots où l’interruption des joints d’étanchéité est inévitable.
  4. Infiltration d’eau inévitable dans le bas du châssis, entre la partie fixe et le ventail coulissant même si la pression du vent est très faible.
    Une amélioration possible : l’adjonction de profilés d’une hauteur suffisant du côté intérieur de la fenêtre permet souvent d’éviter que l’eau pénétrant dans la fenêtre ne s’introduise à l’intérieur de l’habitation. L’eau sera alors évacuée par des systèmes de drainage adéquats. Le montage doit être soigné afin d’obtenir autant que possible une continuité entre les joints verticaux et horizontaux.
  5. L’étanchéité à l’eau reste mauvaise étant donné le nombre réduit de points de fermeture qu’offre ce type de châssis.

On remarque une tendance croissante à utiliser les châssis oscillo-battants à la place des châssis pivotants horizontaux. Il offre en effet de nombreux avantages pratiques et une très bonne étanchéité à l’eau et à l’air en raison du nombre élevé de fermetures dont il dispose.

Détails de conception permettant d’améliorer l’étanchéité des châssis

Des améliorations peuvent être réalisées au niveau :

  • du détail des profilés
  • des détails des dispositifs architecturaux de protection de la façade

Détail des profilés

Selon le niveau d’étanchéité recherché, des améliorations importantes peuvent être apportées aux profilés.

Le niveau d’étanchéité au vent et à l’eau dépend :

  • Du nombre de frappes (simple, double ou triple) entre les ouvrants et les dormants.
  • De la présence et de l’emplacement des joints et le soin accordé au joint entre le châssis et le vitrage.
  • De la continuité des joints dans un même plan et dans les angles.
  • Des précautions prises contre les déformations du châssis, créant des espacements propices aux infiltrations d’eau et d’air.

Dès lors, on accordera une attention particulière …..

– Aux barrières d’étanchéité

  • Actuellement, le principe de la double barrière d’étanchéité est appliqué à la quasi-totalité des châssis de menuiserie extérieure.
  • Les barrières d’étanchéité à l’eau et à l’air devront être continues et chacune située idéalement dans un même plan.
  • Il faudra choisir, en fonction du profilé, des barrières d’étanchéité à l’air adaptées et qui conservent leur élasticité dans le temps afin d’assurer un écrasement suffisant contre la battée. Un défaut d’étanchéité à l’air compromet l’efficacité de la barrière d’étanchéité à l’eau mais aussi le contrôle de la ventilation et de l’isolation acoustique.
  • Il faudra préciser en cas de châssis en bois, les protections en aluminium ou en PVC à incorporer au profilé.

– A la prévention des risques de déformation des profilés de châssis par :

  • Un bon dimensionnement des sections des profilés afin d’assurer, sous l’effet des sollicitations, une flèche de ces derniers inférieure à 1/300, compte non tenu de la raideur apportée par le vitrage.
  • Un renforcement des profilés (conseillé si il s’agit de châssis en PVC).
  • Une quincaillerie adaptée et résistante.
  • Pour les châssis en bois : prévenir les déformations dues au travail du bois, au niveau des joints d’étanchéité.

Compte tenu des déformations inévitables des châssis, on procédera à un réglage régulier de la quincaillerie de façon à maintenir un écrasement du préformé d’étanchéité à l’air de 2 mm.

– Aux dispositifs d’évacuation des eaux infiltrées

  • Il faut prévoir une chambre de décompression pour recueillir les eaux d’infiltration éventuelles (étanchéité à la pluie) et pour réduire la pression du vent sur le préformé d’étanchéité (étanchéité au vent).
  • Il faut veiller à ce qu’en cas de double barrière d’étanchéité, le drainage de la feuillure du vitrage soit assuré en amont de l’étanchéité à l’air du profilé.

Accorder une importance au dimensionnement et à la mise en  place correcte du casse-gouttes

En cas de châssis en bois, on veillera à ne pas recouvrir les joints d’étanchéité lors de l’application de la finition/protection du bois, sans toutefois négliger le traitement du casse-goutte.

Détails des dispositifs architecturaux de protection pouvant limiter les risques d’infiltration

Détails architecturaux.

 
  • Dépassant de toitures, balcons,….
  • Le retour de baie sera d’autant plus efficace que le profilé est situé en retrait par rapport au nu des façades.
  • Un casse-goutte (ou lamier) en amont du châssis de façon à empêcher l’eau ruisselante sur les façades d’atteindre les profilés.
  • L’inclinaison suffisante des seuils de fenêtre de façon à limiter les éclaboussures et la stagnation de l’eau.
  • Dépassant de toitures, balcons,….
  • Le retour de baie sera d’autant plus efficace que le profilé est situé en retrait par rapport au nu des façades.
  • Un casse-goutte (ou lamier) en amont du châssis de façon à empêcher l’eau ruisselante sur les façades d’atteindre les profilés.
  • L’inclinaison suffisante des seuils de fenêtre de façon à limiter les éclaboussures et la stagnation de l’eau.
Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Évaluer l’isolation thermique de la toiture

Évaluer l'isolation thermique de la toiture

Connaître les valeurs de référence

Une paroi est caractérisée par un coefficient de transmission thermique U. Plus ce coefficient est petit plus la paroi est isolante. La réglementation thermique wallonne impose, pour les parois neuves et assimilées délimitant le volume protégé, une valeur maximale du coefficient de transmission thermique.
Ces valeurs peuvent être vues comme un « garde-fou ». D’autres labels volontaires recommandent d’ailleurs des performances thermiques plus élevées.

Même lorsque cette réglementation n’est pas d’application, cette valeur peut servir de base pour estimer la valeur minimale qu’il serait intéressant d’atteindre en cas de rénovation de la toiture. Généralement, l’optimum économique en rénovation se situe à un coefficient U = 0,3 W/m²K.

Pour les toitures autres que la toiture plate inversée, l’épaisseur d’isolant à poser en fonction du coefficient de conductivité thermique de celui-ci est donnée sur le graphique ci-dessous. Pour chaque isolant, il existe un intervalle de valeurs possibles pour la conductivité thermique. Le diagramme ci-dessous permet de déterminer dans quel intervalle d’épaisseur il faudra se situer en fonction du type d’isolant choisi.

Estimation de l’épaisseur d’isolant nécessaire pour atteindre un U = de 0.3 W/m²K dans le cas d’une toiture plate autre qu’une toiture plate inversée en fonction de la conductivité thermique (λ) ou du type d’isolant choisi (les intervalles de valeurs pour chaque isolant correspondent aux valeurs certifiées).

Pour une toiture inversée, l’isolant généralement retenu est la mousse de polystyrène extrudé (il est à éviter en cas de toiture chaude à cause de son coefficient de dilatation élevé). L’épaisseur d’isolant à poser en fonction de la conductivité thermique est donnée dans le graphique suivant.

Estimation de l’épaisseur d’isolant nécessaire pour atteindre un  U = de 0.3 W/m²K  dans le cas d’une toiture plate inversée de référence en fonction de la conductivité thermique (λ) ou du type de l’isolant choisi (marques et types –  valeurs certifiées).

Si la toiture existante est en bon état, on considère généralement que la limite pour décider d’une rénovation est :

U > 0,6 W/m²K

En effet, en dessous de cette valeur, le temps de retour sur investissement devient assez important.  Une rénovation complète ou partielle (finitions, revêtements extérieurs,… ) sera toujours une bonne occasion de renforcer l’isolation.

Pour une toiture autre qu’une toiture plate inversée, elle correspond à une épaisseur approximative d’isolant de :

  • 9 cm de laine minérale,
  • ou 7 cm de mousse de polyuréthanne,
  • ou 11 cm de verre cellulaire.

Pour une toiture inversée, elle correspond à une épaisseur d’isolant d’environs :

  • 12 cm de mousse de polystyrène extrudé.

Calculer le niveau d’isolation lorsque la nature et l’épaisseur de l’isolant sont connues

L’isolant thermique est la couche de la toiture qui influence le plus ses qualités thermiques.

En première approximation, le calcul du niveau d’isolation peut se faire en ne tenant compte que de l’isolant et des résistances thermiques d’échange aux surfaces sur base de la formule simplifiée.

U = 1/(Rsi + λ/e + Rse)

avec,

Les valeurs à utiliser pour les résistances thermiques d’échange sont données dans le tableau  spécifique de l’Annexe VII de l’AGW du 17 avril 2008 :

Exemple.

8 cm de laine minérale certifiée, de marque non déterminée, dont λ vaut 0,041 W/mK (suivant NBN B62-002/A1), entraîne un U approximatif de la toiture de

  • Rsi = 0.10 m²K/W
  • e/λ = 0,08/0,041 = 1,95 m²K/W
  • Rse = 0.04 m²K/W
  • U = 0.48 W/m²K

Si les autres matériaux constituant la toiture sont connus, il est possible de calculer exactement le coefficient de transmission thermique U de celle-ci.

Calculs

 Pour calculer le coefficient de transmission thermique de la toiture. 

Le résultat ainsi obtenu n’est fiable que si l’isolant est sec et en bon état. En cas de doute, un sondage est indispensable.

Repérer les indices d’une isolation thermique insuffisante

Lorsque la nature, l’épaisseur et/ou l’état de l’isolant sont inconnus, il convient d’effectuer un sondage à travers la toiture pour les déterminer.

Avant d’effectuer ces sondages, certains indices peuvent indiquer un manque d’isolation efficace.

Le principal indice est la température du plafond en période hivernale.

La condensation sur le plafond est un premier indice de plafond froid dans les locaux humides.

Photo condensation.

La condensation sur une paroi est signe d’absence ou de faiblesse de l’isolation.

Pratiquement, le plafond sera considéré comme une paroi froide lorsque sa température de surface est inférieure de plus de 2 °C à la température de l’air du local. C’est le cas lorsque la toiture n’est pas isolée.

Pour que les valeurs obtenues soient valables, il faut que la toiture soit en régime thermique stationnaire (c’est-à-dire que les températures intérieures et extérieures ne subissent pratiquement pas de variation).
On fera donc ce relevé par temps nuageux, avec une température extérieure moyenne entre celle du jour et celle de la nuit.

Image de l’auteur/autrice Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir la fenêtre comme capteur d’énergie solaire [Esquisse du projet]

L’architecture participe à la juste captation des apports solaires, plus recherchés pour leur lumière que pour leur chaleur dans un immeuble tertiaire.

L’immeuble tertiaire se distingue de l’immeuble domestique

Les besoins thermiques d’un immeuble tertiaire (bureaux, écoles, …) sont très différents de ceux d’un bâtiment domestique.

Bâtiment tertiaire Bâtiment domestique

En hiver
Des apports internes élevés sont apportés par les occupants, par l’éclairage et les appareils de bureautique. Les apports internes sont limités, exceptés dans la cuisine.
Le profil de demande de chaleur est essentiellement concentré sur la relance du matin, avant l’arrivée des occupants.

Lorsque le soleil arrive, le bâtiment est déjà chaud, particulièrement pour les locaux orientés à l’Ouest (soleil l’après-midi).

Dans une classe d’école par exemple, il n’est plus nécessaire de chauffer lorsque les élèves sont présents (nous parlons bien ici d’un nouveau bâtiment bien isolé).

 Le profil de demande de chaleur est variable suivant l’occupation, mais il est marqué par une demande qui se prolonge en soirée, après le coucher du soleil.

Un des objectifs sera de stocker la chaleur solaire de la journée dans les parois, pour lisser la pointe de température en journée et libérer la chaleur en soirée.

En été
L’exigence de confort est importante afin d’améliorer la productivité des occupants. L’occupant accepte plus facilement un inconfort temporaire et attend la fraîcheur de la soirée.

Il peut facilement adapter sa tenue vestimentaire et son activité.
L’environnement extérieur ne permet pas toujours une ouverture des fenêtres (bruit, air pollué, …) Généralement, l’environnement permet plus facilement l’ouverture des fenêtres.

Conclusions

En hiver, le profil de demande thermique d’un immeuble tertiaire est peu en coïncidence avec le profil de l’apport solaire, surtout pour les immeubles de bureaux dont les apports internes sont élevés.

Le profil de demande de chaleur est essentiellement concentré sur la relance du matin, avant l’arrivée des occupants.

En été, , et de plus en plus en mi-saison, la sensibilité du bâtiment et des occupants au risque de surchauffe est élevée.

Quelle place pour les apports solaires de chauffage ?

De ce qui est dit ci-dessus, et des conséquences de l’isolation des bâtiments sur le profil de demande, on déduit que les apports solaires sont peu recherchés pour leur appoint en chauffage dans un nouveau bâtiment bien isolé et avec des apports internes moyens ou élevés (immeubles de bureaux, par exemple).

Concrétisons par un exemple

Voici les résultats d’une simulation réalisée sur un immeuble de bureau-type.

Ramenons à 100 la demande en chaud et en froid de l’immeuble dans sa version de base (50 % de vitrage) et analysons l’impact d’une modification de la surface vitrée :

Pourcentage
de vitrages		 Demande
de chauffage		 Demande
de refroidissement
0 % 77 80
50 % 100 100
70 % 110 108

Il apparaît :

  • que l’augmentation globale de la surface vitrée augmente les déperditions en hiver,
  • que l’apport solaire ne compense pas ces déperditions,
  • que la demande de refroidissement est logiquement en hausse en été.

Avec les modes constructifs actuels, le bâtiment qui aurait le moins besoin de chauffage et refroidissement est celui que n’aurait pas d’ouvertures !

À noter que cette évolution est identique quelle que soit l’orientation du local :

Local Nord Local Sud
Pourcentage
de vitrages		 Demande de chauffage Demande
de refroidissement		 Demande de chauffage Demande
de refroidissement
0 % 84 73 71 84
50 % 103 79 90 120
70 % 116 81 103 134

La valeur 100 correspond à la demande moyenne des locaux, avec 50 % de vitrages.

A noter :

  • L’importance de la demande de refroidissement dans les locaux au Nord, demande essentiellement liée à la présence des apports internes.
  • Une simulation des locaux avec des apports internes faibles présente la même tendance à l’augmentation des consommations avec l’augmentation de la surface vitrée.
  • Le placement de vitrages réfléchissants au Sud génère une diminution de la demande de refroidissement nettement plus forte que l’augmentation de la consommation de chauffage.

Constats (essentiellement pour des immeubles de bureaux)

  • L’idéal thermique restera toujours le vitrage clair équipé d’un store extérieur mobile : la chaleur solaire est captée si nécessaire et le store est abaissé le reste du temps. Toutefois, la convivialité intérieure et l’apport lumineux lorsque les stores sont abaissés laissent à désirer…

 

  • Dans un bâtiment tertiaire vérifiant la réglementation thermique en matière d’isolation et disposant d’apports internes normaux (> 25 W/m²), il y a peu intérêt à capter l’énergie solaire pour diminuer les besoins de chauffage et beaucoup de risque de surchauffe et d’éblouissement.

 

  • Par réalisme, le critère thermique impose une limitation des espaces vitrés dans un bâtiment tertiaire, quelle que soit son orientation; ouvrir la façade « du sol au plafond », c’est créer un problème et devoir user d’artifices coûteux pour gérer l’excédent solaire. Et finalement, c’est nier toute architecture d’une façade, comme succession de pleins et de vides…

 

  • Le pourcentage de vitrage à choisir est essentiellement fonction des besoins d’éclairage naturel et de convivialité recherchée dans le bâtiment.

 

  • Idéalement, les surfaces vitrées seront choisies avec un faible coefficient de transmission thermique pour limiter les pertes en hiver et équipées d’une protection solaire en été. Toutefois, vu la difficulté d’une bonne gestion des protections solaires et le coût des protections automatisées, il est possible également de sélectionner des vitrages avec un faible facteur solaire (FS = 0,4 au maximum) et un bon rendu lumineux (FL = 0,7).

Conclusions : quel pourcentage d’ouverture de la façade ?

Si l’on ne prend en compte que le seul critère thermique, et si une protection solaire très efficace n’est pas prévue, une limitation des espaces vitrés s’impose dans un bâtiment tertiaire bien isolé, quelle que soit son orientation.

Le pourcentage de vitrage à choisir de prime abord pourra généralement être compris entre 30 et 45 % de la surface de façade, cette fourchette variera essentiellement fonction :

  • du rapport au contexte dans lequel le bâtiment s’inscrit,
  • du besoin d’éclairage naturel,
  • du souhait de contacts visuels avec l’extérieur,
  • de la recherche de repères visuels dans le bâtiment.

Voici deux couloirs du même bâtiment, avec les mêmes orientations.
Simplement, dans le premier cas, l’architecte a introduit une ouverture vers l’extérieur pour introduire de la lumière naturelle…
C’est ce qui fait la qualité de l’ambiance intérieure.

A la limite, on peut comprendre une compagnie d’assurance anglaise, qui, vu les apports internes très élevés, a décidé de s’ouvrir principalement au Nord, réservant au Sud l’emplacement de la cafétéria.

Vue des espaces vitrés côté nord.

Remarque importante.

Dans nos conclusions, le vitrage apparaît mal adapté comme capteur d’énergie solaire dans les bâtiments tertiaires. Par contre, et tout particulièrement lorsque le bâtiment présente des besoins d’air neuf élevés (laboratoires, salles de conférence, salles de réunion,…), il est utile d’étudier la valorisation de l’apport solaire pour le préchauffage de l’air neuf. Le principe est alors de placer la prise d’air neuf dans un espace qui par lui-même récupère la chaleur solaire ou la chaleur du bâtiment. On pense tout particulièrement ici à un système de type « double-peaux », mais l’atrium ou le puits canadien sont d’autres manières d’appliquer ce principe.

Une très grande sensibilité aux apports internes

Le résultat des simulations thermiques est très variable en fonction d’un paramètre : la charge interne.

Un bâtiment actuel est souvent à l’équilibre entre ses pertes thermiques et ses apports internes. S’il faut chauffer par période de gel, et refroidir en période de canicule, entre ces 2 extrêmes il existe une large plage où le bâtiment est proche de l’équilibre thermique : les résultats seront alors fonction des hypothèses choisies.

Exemple.

Reprenons l’analyse d’un immeuble de bureau-type.

Si 100 est la demande en chaud et en froid de l’immeuble dans sa version de base (50 % de vitrage-apports internes moyens), analysons l’impact d’une modification des apports internes :

Apports
internes		 Demande
de chauffage		 Demande
de refroidissement
– 50 % 146 52
moyens 100 100
+ 50 % 23 226

Exemple de diagramme énergétique établi pour cet immeuble de bureaux :

Face à une telle sensibilité, il apparaît

  • Qu’une analyse des besoins thermiques spécifique au bâtiment et à son utilisation (simulation dynamique) est indispensable pour une conception correcte du bâtiment et de ses équipements.
  • Que face à l’incertitude sur le fonctionnement réel du bâtiment (demain et après-demain), même si le refroidissement naturel du bâtiment est recommandé en priorité, l’adjonction éventuelle future d’un système mécanique de refroidissement doit être étudiée dès le début d’un projet d’immeuble de bureaux.

Exemple de situation dont les occupants se plaignent :

Une grande baie vitrée orientée au sud, une faible inertie (tapis et plafond acoustique)… … et la présence de nombreux PC génère de la surchauffe en été.

Une sensibilité aux masques solaires

Toutes les conclusions tirées ci-dessus sont en partie dépendantes de la présence d’un masque solaire éventuellement créé par les bâtiments voisins.

Par exemple, le bilan énergétique du dernier étage est sensiblement différent de celui du rez-de-chaussée.

On peut donc imaginer que le choix du vitrage puisse évoluer en fonction de l’étage.

L’influence de l’orientation de la façade

Lorsque l’apport solaire est recherché (bâtiment avec faibles apports internes), il est important de sélectionner une surface vitrée dont l’efficacité est maximale : capter un maximum d’énergie en hiver et un minimum en été.

Gains solaires par ciel serein en Belgique,
à travers un double vitrage.

(La lettre indique l’orientation et le nombre est l’inclinaison. Les orientations ouest et sud-ouest correspondent approximativement aux orientations est et sud-est.)

À première vue, la surface vitrée verticale orientée au sud (= S 90) paraît très intéressante, puisque plus d’apports en mi-saison qu’en été.

À l’opposé, on trouve la surface horizontale (coupole en toiture) dont la spécificité est de capter très peu d’énergie en hiver et de provoquer de la surchauffe en été.

Les surfaces à l’est et à l’ouest (= E 90) présentent également un bilan contraire à l’évolution des besoins du bâtiment.

Par contre, si la façade ne comporte pas de masques, un bâtiment de bureaux avec des apports internes moyens ou élevés sera en surchauffe très rapidement, dès l’arrivée du soleil.

Dans ce cas, l’apport solaire total étant plus important au Sud, c’est cette orientation qui sera la plus défavorable en matière de refroidissement annuel (malgré une légère diminution des consommations d’hiver).

C’est ce que montre notre exemple de

bureau-type :

Local Ouest Local Sud
Pourcentage
de vitrages		 Demande de chauffage Demande
de refroidissement		 Demande de chauffage Demande
de refroidissement
50 % 103 104 90 120

La valeur 100 correspond à la demande moyenne des locaux, avec 50 % de vitrages.

Exemple de protection architecturale très efficace sur une façade Sud… et qui participe à l’architecture de la façade !

Mais l’avantage de la façade au Sud est de profiter d’un soleil très haut sur l’horizon. Les auvents créés par l’architecture de la façade formeront une protection solaire efficace.

Au contraire, les protections architecturales ne sont pas efficaces à l’Est et à l’Ouest : le soleil est trop bas sur l’horizon pour être arrêté par le masque architectural.

Un éblouissement important en résulte.

Seuls des stores sont possibles, mais le coût et la maintenance en sont élevés.

Conclusions

Partons d’un bâtiment rectangulaire dont on se poserait la question : quelles orientations des façades des grands côtés du rectangle ?

1° Sans protections solaires, le choix de l’orientation d’un bâtiment est à faible impact énergétique : la consommation totale (chaud + froid) plus importante au Sud est compensée par une consommation totale plus faible au Nord.

Il est préférable :

  • Soit de privilégier l’ouverture au nord pour favoriser l’éclairage naturel (et de limiter les espaces vitrés au sud et à l’ouest),

 

  • Soit de placer pour les orientations sud, est et ouest, des vitrages réfléchissant le rayonnement solaire toute l’année. Il existe des vitrages qui ne laissent passer que 40 % de l’énergie solaire thermique, tout en laissant passer 70 % de la lumière.

2° Si des protections solaires sont prévues, les grands côtés Nord et Sud sont plus faciles à gérer : une protection architecturale fixe est très efficace au Sud et ne nécessite que peu d’entretien.

Par contre, les grands côtés est et ouest demanderaient des protections mobiles pour limiter les apports de chaleur et l’éblouissement des occupants. C’est plus coûteux, mais cela peut induire plus de vie dans le bâtiment, car la lumière est toujours présente dans les locaux.

En simplifiant, on pourrait dire que dans des locaux d’hébergement, on privilégierait les côtés est et ouest avec protections solaires, et que dans les immeubles de bureaux, on choisirait les façades nord et sud, avec avancées architecturales.

L’influence de l’inclinaison du vitrage

Ce diagramme montre évolution de l’énergie captée par une surface orientée au Sud en fonction de l’inclinaison.

Conclusions

On limitera les surfaces vitrées horizontales (coupole, toiture d’atrium, …) aux seuls besoins d’éclairage naturel des locaux situés au dessous.

Dans l’immeuble ci-contre, il paraît énergétiquement peu opportun de créer une telle surface de captation. Elle risque d’entraîner soit une surchauffe élevée, soit une consommation d’énergie frigorifique importante

concevoir

 Pour plus d’informations sur le choix des vitrages.

Quelle protection contre les apports solaires d’été ?

Dans un bâtiment bien isolé et avec des apports internes élevés, la limitation des surchauffes devient une priorité du concepteur, dès le stade de l’esquisse.

La meilleure protection solaire… c’est une surface de vitrage limitée !

La façade est aujourd’hui libérée de la fonction de portance. Elle ne doit plus remplir qu’une fonction d’enveloppe. La mode est à « la transparence », à l’ouverture des façades du sol au plafond… Or la zone inférieure d’une fenêtre est très peu efficace en matière d’éclairage naturel. La présence d’une allège opaque est donc thermiquement préférable (présence d’une isolation pour diminuer les pertes en hiver et opacité vis-à-vis des apports solaires en été).

Cette transparence totale de la façade va générer une sensibilité très forte à la surchauffe (les agriculteurs en sont bien conscients dans leur serre…). D’où la mise en place de doubles façades coûteuses, … pour gérer le problème que l’on a créé !

Double peau globale et double peau par étage.

En hiver, l’intérêt est réel grâce au préchauffage possible de l’air neuf et à la diminution des déperditions de la paroi vitrée. Mais en période de refroidissement, un store doit être placé dans la lame d’air et la double peau peut devenir alors une contrainte pour éliminer la chaleur emprisonnée (par rapport à un simple store extérieur).

Cette technique semble à réserver aux bâtiments nécessitant un apport d’air neuf fort élevé, pour lesquels la double-peau constitue un moyen de préchauffer l’air.

Les surcoûts sont importants et, sans vouloir tirer ici des conclusions trop rapides, on est en droit de se poser la question si ce budget ne serait pas mieux utilisé dans d’autres améliorations énergétiques, plus efficaces et plus simples à gérer dans le temps ? À titre d’exemple, un récupérateur de chaleur sur l’air extrait apporte lui aussi une possibilité de préchauffer l’air neuf, mais avec un coût d’installation incomparable…

Aula Magna de Louvain La Neuve.

Détail de la double peau,  qui n’est pas en communication avec l’ambiance intérieure.

La présence d’une protection solaire

On ne peut imaginer la conception d’un immeuble, climatisé ou non, sans l’organisation d’une protection solaire efficace.

Dans un bâtiment climatisé, elle permet une diminution drastique des coûts d’exploitation. Dans les autres, elle limite le risque de surchauffe.

Dans les deux cas, elle permet de gérer l’éblouissement, tout particulièrement pour faciliter le travail sur ordinateur. Des stores intérieurs compléteront utilement le dispositif.

Les éléments architecturaux (balcons, débords de toiture, décrochements, …) sont particulièrement efficaces au Sud puisque le soleil est alors haut sur l’horizon.

En été…   … et en hiver.

   

Stores verticaux, simultanément capteurs solaires photovoltaïques.

   

Bâtiment Sedilec à LLN.

Certaines protections architecturales tentent de stopper le soleil, tout en privilégiant la réflexion du rayonnement lumineux vers le plafond (« light-shelves« ).
Les stores mobiles extérieurs sont les plus efficaces pour contrôler le flux solaire en fonction du besoin réel. Mais ils sont délicats en terme de maintenance et nécessitent un contrôle automatique pour être relevés en cas de vent. La réduction du champ visuel de l’occupant en est un autre inconvénient.

Se croirait-on sur la Poztdammer Platz de Berlin ?

Panneaux de bois coulissants.

concevoir

 Pour plus d’informations sur la mise en place de protections solaires.

Protections végétales ?

Des végétations plantées à proximité du bâtiment peuvent participer à la gestion des apports solaires.

Les arbres à feuilles caduques ont l’avantage de perdre leurs feuilles et de permettre ainsi l’exposition au soleil en hiver.

Mais il s’agit là d’un appoint, plutôt à vocation domestique, et non d’une solution complète, ne fut-ce que pour les étages supérieurs.

Annexe : les paramètres du bureau-type

L’immeuble de bureaux-type utilisé ci-dessus présente les caractéristiques suivantes :

Dimensions extérieures : 60 x 18 m, sur 3 plateaux, soit un total de 3 240 m².

Dans la version dite « de base » :

  • l’orientation des façades principales est Nord-Sud,
  • le pourcentage de vitrages est de 50 % sur toutes les façades,
  • le vitrage est double avec un traitement basse émissivité (k = 1,9 W/m².K),
  • l’isolation est de 6 cm en façade, 12 cm en toiture et 3 cm dans les planchers sur sol,
  • les apports internes dans les bureaux sont de 35 W/m² (un PC de 160 W, une lampe individuelle de 18 W, un éclairage généralisé de 13 W/m² et une personne dont le métabolisme apporte 81 W pour une surface de travail de 12 m²).

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