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Choisir l’accrochage de la toiture

Choix du système d’accrochage

La stabilité au vent de la toiture plate peut être assurée de différentes manières

par le lestage que constitue la couche de protection lourde,
par le collage des couches entre elles et par leur cohésion,
par la fixation mécanique de l’isolation et/ou de l’étanchéité.

Lestage par la couche de protection lourde.

Si la pente de la toiture est < 5 % et si la structure de la toiture est suffisamment portante, une couche de protection lourde est possible sur la membrane d’étanchéité ou sur l’isolant. Elle permet une durabilité accrue de l’étanchéité, car elle limite fortement les variations de température tant de la membrane d’étanchéité que de son support, et elle protège en même temps la membrane des rayonnements U.V. Sur une toiture inversée, c’est actuellement la seule façon d’accrocher l’isolant (XPS). Lorsque la toiture est accessible aux piétons, la protection lourde fait en même temps office d’aire de circulation.

Lorsqu’un incendie se déclare à l’extérieur d’un bâtiment, le lestage lourd assure une meilleure protection contre les débris incandescents et le rayonnement des flammes, et contre la propagation du feu.

Par contre, la présence du gravier ralentit l’évacuation de l’eau pluviale et peut devenir un foyer de micro-organismes qui favorisent le vieillissement de certains matériaux d’étanchéité (comme certains PVC).

La présence d’arbres à proximité, de sable, de poussières industrielles, … nécessitera un entretien plus important de la protection lourde. Nettoyage ou renouvellement.

Le lestage permet une pose en indépendance partielle ou totale de l’étanchéité ce qui améliore la répartition de la tension de vapeur sous l’étanchéité et diminue les risques de cloquage.

Lorsque la structure ne supporte pas la charge du lestage, la toiture sera nécessairement de type « toiture chaude« , et les différentes couches du complexe toiture devront être fixées.

Collage des couches

Chaque couche est collée à la couche sous-jacente.

Cette méthode convient lorsque le support est constitué d’un béton monolithe, de panneaux de béton cellulaire ou de fibro-ciment, de panneaux de multiplex, ou de panneaux de fibres de bois liées au ciment.

Cette méthode est également utilisée lorsque l’isolant est du verre cellulaire (CG).

La pose en adhérence totale offre une meilleure résistance au vent.

La pose en semi-indépendance permet une meilleure répartition des tensions dans la membrane, et une meilleure répartition de la tension de vapeur sous la membrane.

Les matériaux d’étanchéité et d’isolation doivent avoir une cohésion suffisante pour résister à un délaminage éventuel.

Fixation mécanique

Cette méthode convient lorsque le support est constitué d’un plancher en bois, de panneaux de multiplex, ou de tôles profilées en acier. Elle est également utilisée sur des panneaux en béton cellulaire.

La fixation mécanique dans le support se fait à travers l’isolant, sauf dans le cas du verre cellulaire qui n’autorise pas ce genre de fixation.

Cette méthode permet d’adapter le nombre de fixations suivant les zones de toiture (rives, angles, …)

La fixation à l’aide de vis est surtout utilisée sur les tôles en acier. La fixation à l’aide de clous est surtout utilisée sur les planchers en bois.

En résumé

Toiture	Support	Pente	Isolant	Environnement (arbres/industrie/ sable)	LESTAGE	COLLAGE	MECANIQUE
Inversée	Béton portant	< 5 %	XPS	(non polluant)	+	–	–
Chaude	Béton portant	< 5 %	MW/EPB/PUR/ PIR/EPS/ICB	non polluant	(+)	(+)	–
Chaude	Béton portant	< 5 %	MW/EPB/PUR/ PIR/EPS/ICB	polluant	–	+	–
Chaude	Béton portant	³ 5 %	MW/EPB/PUR/ PIR/EPS/ICB	–	–	+	–
Chaude	Béton portant	< 5 %	CG	non polluant	(+)	+	–
Chaude	Béton portant	< 5 %	CG	polluant	–	+	–
Chaude	Béton portant	³ 5 %	CG	–	–	+	–
Chaude	Béton non portant	–	MW/EPB/PUR/PIR /EPS/ICB/CG	–	–	+	–
Chaude	Bois ou aggloméré	–	MW/EPB/PUR/ PIR/EPS/ICB	–	–	(+)	(vis/clous)
Chaude	Bois ou aggloméré	–	CG	–	–	+	–
Chaude	Fibre org. ciment	–	MW/EPB/PUR/ PIR/EPS/ICB	–	–	(+)	(vis)
Chaude	Fibre org. Ciment	–	CG	–	–	+	–
Chaude	Tôles profilées	–	MW/EPB/PUR/ PIR/EPS/ICB	–	–	–	vis
Chaude	Tôles profilées	–	CG	–	–	+	–

(+) (+) soit l’un, soit l’autre, éventuellement les deux
(+) + certainement un, éventuellement les deux

Dimensionnement du système d’accrochage

Protections lourdes

Lorsque la couche de protection lourde doit compenser les effets du vent sur la toiture, son poids doit atteindre au moins 1.5 fois l’action du vent.

En outre :

Le gravier

Le gravier doit avoir au moins le diamètre (en mm) défini dans le tableau ci-dessous (même s’il ne fait pas office de lestage mais uniquement de protection) (NBN B03-002 et BRE Digest 311).

–

Hauteur de toit en m. jusqu’à :

s
i
t
u
a
t
i
o
n

Bord de mer

Zone rurale

Zone urbanisée

Ville

–	–	–	11.5	24.0
4.0	9.5	18.0	27.0	47.0
10.0	19.0	32.0	46.0	74.0
18.0	32.0	50.0	66.0	99.0

z
o
n
ed
e

t
o
i
t
u
r
e

Angle de bâtiment bas

Angle de bâtiment élevé

Rive de bâtiment bas

Rive de bâtiment élevé

Partie courante de bâtiment bas

Partie courante de bâtiment élevé

40	48	56	64	72
36	45	53	59	67
16	18	20	25	30
16	18	20	25	30
12	14	16	18	20
16	18	20	25	30

Les dalles

Les dalles et panneaux doivent au moins avoir le poids (en kg/m²) défini dans le tableau ci-dessous (même s’il ne fait pas office de lestage mais uniquement de protection).

Ces valeurs sont valables sur un terrain plat sans bâtiment de double hauteur à proximité.

–

Hauteur de toit en m. jusqu’à :

s
i
t
u
a
t
i
o
n

Bord de mer

Zone rurale

Zone urbanisée

Ville

–	–	–	–	–	–	–	7.0	9.0	11.5	14.5	18.0	24.0
–	5.0	6.0	7.5	9.5	12.0	14.0	18.0	22.0	27.0	32.0	39.0	47.0
5.0	11.0	13.0	16.0	19.0	23.0	27.0	32.0	40.0	46.0	54.0	63.0	74.0
18.0	19.0	22.0	26.0	32.0	37.0	42.0	50.0	57.0	66.0	76.0	87.0	99.0

z
o
n
ed
e

t
o
i
t
u
r
e

Angle de bâtiment bas

Angle de bâtiment élevé

Rive de bâtiment bas

Rive de bâtiment élevé

Partie courante

54	56	59	64	68	72	76	81	85	89	93	98	102
43	45	48	51	54	58	61	65	68	71	75	78	82
43	45	48	51	54	58	61	65	68	71	75	78	82
32	33	36	38	41	43	46	48	51	54	56	59	61
22	22	24	25	27	29	31	32	34	36	37	39	41

Le collage

Pour connaître la résistance au vent des systèmes collés, on se base sur les résultats d’essais au vent réalisés sur toiture suivant les directives UEAtc.

La pose en adhérence totale offre une plus grande résistance au vent que la pose en semi indépendance.

La résistance utile dépend surtout de la colle et des panneaux isolants. Elle peut varier fortement : entre 500 Pa et 4 000 PA.

La résistance utile déduite des essais comprend un coefficient de sécurité de 1.5, qui tient compte d’un collage imparfait possible à certains endroits.

Les systèmes collés à froid à base de solvant n’atteignent leur résistance qu’après un certain délai. Elle est limitée durant les premiers jours, ou même plus longtemps, suivant les conditions climatiques. En pratique, pendant le séchage, aucune précaution n’est généralement prise, car la colle encore visqueuse assure une adhérence provisoire suffisante (sans colle, une feuille de plastic mouillée tient sur une vitre).

L’action du vent pris en considération pour la vérification de l’accrochage est celle relative à une période de retour de 200 ans et vaut 1.5 fois l’action du vent calculée pour une période de retour de 10 ans.

La fixation mécanique

Pour connaître la résistance au vent des fixations mécaniques, on se base sur les résultats d’essais au vent réalisés sur toiture suivant les directives UEAtc.

Il existe des systèmes courants ayant une résistance utile d’au moins 300N par vis.

La résistance utile déduite des essais comprend des facteurs de correction qui tiennent compte des dimensions et du nombre de fixations de l’élément testé, et comprend un coefficient de sécurité de 1.5, qui prévoit le manque éventuel d’une fixation, les fixations les plus proches devant alors reprendre une charge de 50 % supérieure.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir la pente [isolation – Toiture plate]

Le type de toiture plate

Toiture chaude : pente minimale 2 % (sauf toiture jardin).

Toiture inversée : pente minimale 3 %.

Bien que certaines membranes supportent relativement bien les stagnations, il est conseillé de respecter ces pentes minimales.
La structure porteuse sera prévue en conséquence.
En cas de pente insuffisante, celle-ci sera augmentée par l’adjonction d’une couche inclinée compatible avec la force portante du support.

Grâce à une évacuation rapide de l’eau, une pente suffisante :

diminue la quantité d’eau infiltrée en cas de fuite au point bas d’une zone de stagnation,
offre une surface rapidement sèche et dépourvue de dépôts,
diminue l’humidité dans les protections lourdes,
diminue l’humidité autour de l’isolant des toitures inversées,
diminue les efflorescences salines à la surface des dalles posées sur chape,
diminue, dans le cas des protections lourdes en béton ou ciment, la production de dépôts calcaires pouvant obstruer les évacuations d’eau pluviale,
permet en cours de réalisation un assèchement plus facile de la surface de la surface à couvrir (préparation du support).

Le type de protection

Gravier : pente maximale 5 % afin d’empêcher que le gravier ne se déplace.

Toiture jardin : Afin de retenir les eaux de pluie et d’arrosage, on renonce à toute pente, ce qui permet d’obtenir un niveau d’eau uniforme.

Le type de fixation de la membrane

Colle bitumineuse à froid

Lorsque la membrane est fixée à l’aide de colle bitumineuse à froid, la pente maximale admissible est de 15 %, à cause de la plasticité de la colle.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Condensation interne par transport de vapeur par convection

Convection signifie déplacement d’air intérieur ou extérieur à travers un élément de construction. Elle se produit lorsqu’il existe des différences de pression de vent et de température de part et d’autre de l’élément et que la finition intérieure est perméable à l’air. Dans ce cas, l’air intérieur humide peut, au sein de l’élément, entrer en contact avec une surface à une température plus basse que son point de rosée, ce qui entraîne la formation de condensation sur cette surface.

Le problème.	La solution.

Les problèmes liés au transport de vapeur par convection sont bien plus fréquents que ceux liés à la simple diffusion de vapeur. Les quantités de condensation interne sont également plus élevées. Toutefois, il n’existe pas une méthode de calcul pratique pour évaluer ce problème.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Identifier les causes d’un problème de condensation superficielle

Une trop grande production de vapeur

L’humidité produite peut provenir soit :

De l’occupation du bâtiment

La production de vapeur est très variable en fonction du type de bâtiment (bureaux, école, hôpital, hall de sports, etc.) et de son occupation.

Le tableau ci-dessous indique différentes sources de production de vapeur ainsi que la quantité de vapeur d’eau correspondant

Sources de vapeur d’eau	Production de vapeur d’eau
Un occupant au repos, assis ou avec une légère activité* :	0,055 (kg/h)
Un occupant debout avec une légère activité* :	0,090 (kg/h)
Un occupant debout avec une activité moyenne (travail ménager, travail sur machine, …)* :	0,130 (kg/h)
Plantes vertes**	0,02 à 0,05 kg d’eau par plante et par jour

* : Norme Iso 7730
** : certaines plantes comme le papyrus émettent plusieurs litres d’eau par jour dans l’environnement.

Il est difficile de diminuer de manière significative la production de vapeur de ces différentes sources à l’intérieur d’un bâtiment. Par contre, afin que l’augmentation du taux d’humidité due à cette production de vapeur reste acceptable, celle-ci doit être compensée par une ventilation suffisante. Cette ventilation consiste, d’une part, en une ventilation de base qui doit assurer la qualité de l’air en temps d’occupation normale (occupants, plantes, nettoyage, …) et d’autre part, en une ventilation intensive qui doit compenser une production spécifique de vapeur (ventilation dans les cuisines, dans la buanderie, …).
D’autre part, une production de vapeur trop importante peut être évitée dans certains cas. Exemples :

un grand aquarium sans recouvrement adéquat,
des étangs à l’intérieur,
des appareils à cycle de combustion ouvert sans évacuation vers l’extérieur (poêle au gaz ou au mazout, petit chauffe-eau mural, etc.),
l’usage intensif d’humidificateur.

De causes extérieures

Un taux trop important d’humidité peut également provenir des causes extérieures suivantes :

les infiltrations d’eau de pluie,
l’humidité ascensionnelle,
l’humidité de construction,
l’humidité accidentelle.

Ces causes extérieures considérées comme des anomalies doivent être supprimées avant d’envisager toute autre mesure pour éliminer les problèmes de condensation ou de moisissure.

Une ventilation insuffisante

Afin que l’augmentation du taux d’humidité due à la production de vapeur à l’intérieur du bâtiment reste acceptable, celle-ci doit être compensée par un renouvellement d’air. L’air humide intérieur est ainsi remplacé par de l’air extérieur plus sec.

Le schéma ci-dessous donne l’évolution de la teneur en humidité de l’air du local (xi) en fonction du taux de ventilation (ou taux de renouvellement) « n » (en h-1).

Evolution de x_i en fonction de n.

x_e = 3 g/kg; D = 0,1 kg/h; V = 32,5 m³; x_i = x_e + 2,538/n.

avec,

x_e : teneur en humidité de l’air extérieur;
D : production d’humidité dans le local;
V : volume du local
n : le taux de renouvellement (h^-1).

On constate que :

Des taux de ventilation très bas ont pour conséquence des teneurs en humidité très élevées de l’air intérieur.
Une trop forte augmentation du taux de ventilation n’a pratiquement plus d’influence sur la teneur en humidité de l’air du local, mais par contre va augmenter la consommation d’énergie pour le chauffage du bâtiment.

Le renouvellement d’air se fait soit de manière correcte par un système de ventilation contrôlée ( mécanique – simple ou double flux- ou naturelle), soit, de manière « archaïque », par de simples infiltrations (au travers des fentes et fissures, par l’ouverture des fenêtres, etc.).

Le renouvellement d’air par les infiltrations

Le renouvellement d’air par de simples infiltrations se rencontre encore très souvent dans les écoles. Mais si le bâtiment est trop étanche, le renouvellement d’air peut être insuffisant et cela peut mener à des problèmes de condensation superficielle. De toute façon, le renouvellement d’air par les infiltrations ne constitue pas une manière correcte d’assurer la ventilation. En effet, les défauts d’étanchéité peuvent être à l’origine d’une condensation interstitielle, c.-à-d.. une condensation à l’intérieur des éléments de construction (murs, toitures, etc.) et non pas à leur surface. En effet, l’air chaud et humide qui passe au travers de ces défauts d’étanchéité rencontre des éléments de plus en plus froids et la vapeur d’eau qu’il contient condense dès que des températures suffisamment basses sont atteintes. Dans une toiture inclinée, la condensation va provoquer des dégâts (moisissures, pourrissement, etc.).
Ainsi, mieux vaut un bâtiment étanche à l’air avec un système de ventilation contrôlé, tant pour éviter les problèmes de condensation interstitielle, que pour économiser l’énergie ou que pour assurer le confort.

Étanchéité à l’air des bâtiments

Une mauvaise étanchéité du bâtiment ne se voit pas forcément lors d’une inspection à l’œil nu.

Des murs extérieurs sans finition intérieure engendrent une mauvaise étanchéité. Les toitures inclinées sont souvent très perméables à l’air lorsque la finition intérieure est disjointe, incorrecte ou absente.

L’étanchéité à l’air dépend en grande partie de la conception et de la qualité d’exécution des détails de construction. L’utilisation de blocs de béton non plâtrés, par exemple, peut mener à une très mauvaises étanchéité du bâtiment. Le simple fait de recouvrir ces blocs d’une couche de peinture assez épaisse (équivalent à un plafonnage pour ce qui est de l’étanchéité à l’air) peut diviser par 10 la perméabilité à l’air.

Une mauvaise étanchéité peut être due aux fuites que représentent les ouvertures entre locaux à l’intérieur du volume protégé et en dehors de celui-ci.

L’étanchéité à l’air d’un bâtiment n’est pas nécessairement uniforme, elle peut être différente d’un local à l’autre.

Les anciens châssis sont, en général, perméables à l’air; les nouveaux sont beaucoup plus étanches.

Évaluer

Si vous voulez en savoir plus sur l’évaluation de l’étanchéité d’un bâtiment, cliquez ici !

Le renouvellement d’air par une ventilation contrôlée

Une ventilation de bâtiment est correcte si elle est contrôlée. Cela implique une amenée d’air extérieur dans certains locaux et une évacuation de l’air intérieur humide dans d’autres.

La ventilation des bâtiments doit répondre à la réglementation wallonne et à la norme NBN D 50-001. Les débits de ventilation y sont, entre autres, définis.

La réglementation wallonne est d’application depuis le 1er décembre 1996.
Elle concerne les logements, les bâtiments d’hébergement (hôpitaux, homes, hôtels, internats, casernes, prisons, …), les bâtiments scolaires (y compris centre PMS) et les immeubles de bureaux (administration d’une entreprise, d’un service public, d’un commerce) ou les bâtiments qui, à la suite d’une modification de leur utilisation, sont affectés à l’une ou l’autre de ces destinations.

La ventilation peut se faire de manière naturelle ou mécanique. Selon que l’extraction ou/et l’évacuation se font de manière naturelle ou mécanique, on parle de système A, B, C ou D (Norme NBN D 50-001).

		Évacuation d’air
		Naturelle	Mécanique
Amenée d’air	Naturelle	Système A	Système B
Amenée d’air	Mécanique	Système C	Système D

Le respect de la norme ne suffit pas à garantir que les bâtiments seront correctement ventilés les occupants sont simplement assurés qu’ils disposent de la possibilité de ventiler correctement.

Évaluer

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Des ponts thermiques

Un pont thermique est un point faible dans l’isolation thermique de l’enveloppe du bâtiment.
En hiver, au droit d’un pont thermique, la température de surface de la paroi à l’intérieur du bâtiment est plus basse que celle des surfaces environnantes. Si la température à cet endroit est égale ou inférieure à la température de rosée de l’air intérieur, il va y avoir condensation superficielle.

Pour une paroi, la connaissance des résistances thermique des différentes couches permet de déterminer la température intérieure de surface (θ_oi) pour une température extérieure (θ_e) et une température intérieure (θ_i) données.

La connaissance de cette valeur détermine le facteur de température τ de la paroi.

Au droit d’éléments de construction ou de ponts thermiques complexes, il est difficile de déterminer la température intérieure de surface en un point (θ_oi) manuellement. Ce calcul se fait par programmes informatiques (basés, par exemple, sur la méthode des éléments finis ou des différences finies). Il donne les valeurs du facteur de température τ en différents points du pont thermique et donc le facteur de température minimum τ min.

avec,

θ_{oi min} : la température intérieure de surface minimum du pont thermique.

Exemple.

τ₁ = 0,585;
τ₂ = 0,8;
τ₃ = 0,91;
τ₄ = 0,455;
τ₅ = 0,61;
τ₆ = 0,55;
τ₇ = 0,6;
τ₈ = 0,84.

τ_min = τ₄ = 0,455

Le facteur de température en différents points d’un pont thermique est entièrement déterminé par la configuration et la constitution du pont thermique. Il caractérise le pont thermique. Une fois déterminé, il va donc permettre de calculer la température intérieure de surface (θ_oi) en ce point pour n’importe quelles températures extérieure (θ_e) et intérieure (θ_i) données.

Ainsi, alors que pour une paroi, la résistance thermique d’une paroi permet d’évaluer la température de surface intérieure, pour un pont thermique, c’est la connaissance du facteur de température τ qui permet de l’évaluer.

Une température intérieure des locaux trop faible

Il y a risque de condensation superficielle sur une surface intérieure d’un local si la température de surface (θ_oi) est égale ou inférieure à la température de rosée(θ_d) de l’air intérieur. Or, pour une température extérieure (θ_e) donnée, la température intérieure de surface des parois (θ_oi) dépend non seulement de la résistance thermique de la paroi, mais également de la température intérieure du local.

Donc au plus l’air intérieur est chauffé, au plus la température de surface est élevée, au moins le risque de condensation superficielle est grand.

Si un local est non chauffé, il convient donc de prendre des mesures pour que la vapeur d’eau produite dans les locaux occupés ne puisse y pénétrer.

D’autre part, dans les locaux non chauffés, le niveau d’isolation a une influence non négligeable sur la température moyenne du local : dans des bâtiments bien isolés, les locaux non chauffés sont beaucoup plus chauds que dans les bâtiments identiques mais non isolés.

Exemple : maison unifamiliale (Pleiade)

Influence du niveau d’isolation sur la température du grenier dans la maison PLEIADE
Niveau d’isolation	K23	K27	K35	K45	K55	K70
Température moyenne du grenier non chauffé	13,4	13,4	12,3	11,6	10,6	10,0

Lien entre les différents paramètres et évaluation d’un risque de condensation superficielle

1. Calcul de l’humidité absolue de l’air intérieur (x_i) (sans formation de condensation superficielle)

Si, dans un local avec une production d’humidité D (kg/h) et un renouvellement n (h^-1) (c.-à-d. un volume de ventilation nV (m³/h)), de la condensation ne se forme à aucun endroit, on peut poser, en régime stationnaire, que la quantité d’humidité évacuée avec l’air ventilé par unité de temps est égale à la somme de la quantité d’humidité apportée avec l’air ventilé par unité de temps et de la quantité de vapeur d’eau produite dans le local.

Ce raisonnement conduit à la relation (voir NIT 153, annexe page 77) :

avec,

xi : teneur en humidité de l’air du local (g_eau/kg_air)
φ_e : humidité relative (%) de l’air extérieur
x_se : teneur en humidité de saturation de l’air extérieur (g_eau/kg_air)
D/nV : rapport entre la production d’humidité (kg/h) et le débit de ventilation dans le local (m³/h)

2. Calcul du point de rosée de l’air du local (θ_d)

On peut calculer la température de rosée (θ_d) correspondant à la teneur en humidité du local (xi) à partir du diagramme de l’air humide.

Humidité relative de l’air en fonction de la teneur absolue en humidité de l’air (x) et de la température de l’air (θ).

Ambiance intérieure (point A) : xi = 8,7 geau/kgair; θ_i = 20°C –> θ_d= 12°C

3. Calcul de valeurs intermédiaires

Pour différentes valeurs de température intérieure (θ_i) et différentes valeurs de température extérieure (θ_e), on peut calculer la valeur :

4. Évaluation du risque de condensation

Il ne se formera pas de condensation sur une paroi intérieure d’un local ou sur la face intérieure d’un pont thermique si :

avec,

θ_{oi min} = température intérieure de surface minimale
θ_d : température de rosée

avec,

τ_min : facteur de température minimum d’un pont thermique ou facteur de température d’une paroi

5. Exemple d’évaluation du risque de condensation

Évaluer

Si vous souhaitez voir, par un exemple, comment évaluer concrètement le risque de condensation au droit d’un pont thermique dans un immeuble de bureau, cliquez ici !

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Grandeurs hygrométriques

La pression partielle de vapeur

L’air que nous respirons contient toujours un peu de vapeur d’eau. On peut considérer cette vapeur comme un gaz, dont la pression fait partie de la pression atmosphérique. La pression de la vapeur d’eau, à elle seule, est dénommée pression partielle de vapeur d’eau, et est représentée par le symbole p_v. Ainsi, la vapeur d’eau contenue dans un air à 20°C et 50 % HR présente une pression de vapeur partielle de 1 170 Pa (par comparaison, la pression atmosphérique est de 101 300 PA).

Si la pression de la vapeur d’eau atteint sa valeur maximale, il y a saturation de l’air et on parle de pression partielle de la vapeur d’eau à la saturation, ou de pression saturante p_vs.

Il est possible de calculer la valeur de la pression de saturation en fonction de la température.

L’humidité absolue

L’humidité absolue [g_eau/kg_{air sec}] représente le nombre de grammes de vapeur d’eau présents dans un volume donné, rapporté à la masse d’air sec de ce volume exprimé en kilogramme.

Dans le système d’unités SI, on utilisera le kg_eau/kg_air sec. Comme symbole, les lettres « x », ou « w », ou « r » sont généralement utilisées.

Puisque 1 m^³ d’air pèse environ 1,2 kg, en ajoutant 20 % à la valeur de l’humidité absolue, on obtient la quantité d’eau présente par m^³ d’air.
Exemple : de l’air à 20°C, 50 % HR, contient 7,36 grammes d’eau par kg, soit 8,7 grammes d’eau par m^³.

Nous donnons ci-dessous quelques valeurs indicatives :

		Température [°C]	Humidité absolue en [g_eau/kg_{air sec]}
A	à l’extérieur en hiver (HR = 80 %)	-5	2,1
B	dans un local (HR = 60 %)	18	7,8
C	dans un local (HR = 60 %)	20	8,8
D	à l’extérieur en été (HR = 70 %)	25	14

Ces valeurs d’humidité absolue sont lues sur les ordonnées d’un diagramme de l’air humide.

On voit donc que, pour des climats « standards », plus la température augmente et plus l’humidité absolue est élevée (plus l’air peut porter de l’eau à l’état vapeur).

Dans nos régions, on peut dire qu’en hiver l’air est « sec », même s’il pleut dehors (parce que l’humidité absolue est faible), et qu’en été, l’air est « humide » même s’il y a du soleil (parce que l’humidité absolue contenue par m^³ d’air est élevée).

Il est possible de calculer l’humidité absolue en fonction de la pression partielle.

L’humidité relative

L’humidité relative s’exprime en %.

C’est le rapport entre la pression partielle de vapeur d’eau « p_v » et la pression de saturation de la vapeur d’eau « p_vs« . Le symbole représentatif est souvent .

φ = 100 . p_v/ p_vs

En bonne approximation, sa valeur est proche du rapport entre l’humidité absolue portée par l’air et l’humidité absolue maximale qu’il peut porter lorsqu’il est saturé. Ceci donne une signification intuitive à cette grandeur : pour une température donnée, elle caractérise en somme la faculté que possède l’air d’absorber encore de la vapeur d’eau avant qu’elle ne condense. Par exemple, 40 % d’humidité relative signifie que l’air peut absorber encore beaucoup de vapeur d’eau puisqu’il n’est qu’à 40 % de la saturation. A 100 %, on est à la limite de la saturation de l’air par la vapeur d’eau, du brouillard apparaît.

Ci-dessous, quelques valeurs d’humidité relative obtenues en chauffant l’air extérieur qui pénètre dans un bâtiment par les joints de fenêtres ou les ouvertures.

		Température [°C]	Humidité absolue [g_eau/kg_airsec]	Humidité relative [%]	Remarques
A	automne (matin)	6,5	6	100	brouillard ou pluie
B	automne	10	6	79	brouillard ou brume
C	chauffé à	15	6	57
D	chauffé à	18	6	47
E	chauffé à	20	6	41

Les courbes d’humidité relative sont aisément identifiables sur le diagramme de l’air humide.

L’enthalpie spécifique

L’enthalpie spécifique représente la quantité de chaleur contenue dans l’air humide dont la masse d’air sec est de 1 kg. C’est donc la somme de la chaleur sensible (liée à la température de l’air) et de la chaleur latente (liée à l’énergie de la vapeur d’eau qu’il contient).

Par convention, on a fixé l’enthalpie de l’air sec à 0°C comme étant zéro. De l’air à – 10°C peut donc avoir une enthalpie négative.

Le symbole représentatif est généralement h. Il s’exprime en kJ/kg_{air sec}.

h = enthalpie de l’air sec + enthalpie de la vapeur, soit approximativement :

h = 1,006 . η+ x . (2 501 + 1,83 . η ) [kJ/kg _{air sec}]

où, x est l’humidité absolue et η la température

L’enthalpie contenue dans l’air peut également être lue sur le diagramme de l’air humide.

Exemple :

Soit η= 25°C et x = 0,008 kgeau/kgair,

alors h = 1,006 . 25 + 0,008 . (2 501 + 1,83 . 25) = 45,5 kJ/kg _air sec

Le volume spécifique et la masse volumique

Le volume spécifique représente le volume occupé par l’air humide dont la masse d’air sec est de 1 kg. Son symbole est généralement « v ».

Exemple.

un air de 20°C et 50 % HR présente un volume spécifique de 0,84 m³/kg_air sec.

La masse volumique représente la masse d’air sec occupé par 1 m³ d’air humide. Son symbole est généralement « ρ ».

Exemple.

un air de 20°C et 50 % HR présente une masse volumique de 1,18 kg_{air sec}/m^³

Il est possible de calculer ces valeurs.

La température de rosée

Imaginons de l’air qui serait refroidi, tout en gardant son humidité absolue constante. Cet air va perdre de plus en plus la faculté de porter de l’eau à l’état vapeur. Au moment où tout l’air sera saturé, et que diminuer encore la température engendrerait la condensation partielle de la vapeur d’eau, on sait que l’on a atteint la température de rosée de l’air. Son symbole est η_r ou t_r.

Sur le diagramme de l’air humide, la température de rosée d’une ambiance correspond à l’intersection entre l’horizontale du point d’ambiance et la courbe de saturation.

Il est possible de calculer cette valeur en fonction de la pression partielle de vapeur.

La température « bulbe humide »

La température bulbe humide ou température humide est la température indiquée par un thermomètre dit « à bulbe humide », ou psychromètre. Avant l’arrivée des appareils de mesure électroniques, il permettait de mesurer le taux d’humidité d’un local. Le procédé est le suivant :

Deux thermomètres sont soumis à un flux d’air forcé. Le premier indique la température de l’air de l’ambiance. Le deuxième est entouré d’ouate humide. L’air qui entre dans l’ouate s’humidifie. Il se refroidit également puisque l’eau s’évapore et prélève la chaleur de vaporisation nécessaire dans l’air.

En bonne approximation, sur le diagramme de l’air humide, l’air suit une isenthalpique et atteint la saturation. Connaissant la température à la saturation et la température normale, on peut déduire le taux d’humidité relative de l’air sur le diagramme.

Le symbole de la température humide est η_h ou t_h.

Il est possible également de calculer cette valeur.

Les relations entre grandeurs hygrométriques

Il est souvent plus rapide de consulter un abaque ou le diagramme de l’air humide, mais les relations mathématiques reprises ci-dessous entre les grandeurs peuvent être utiles notamment lors d’une automatisation de la régulation, avec programmation entre ces variables.

Entre la pression de vapeur saturante et la température η , en présence d’eau liquide (η> 0°C)

p_vs = 10^{2,7877 + (7,625 . η ) / (241,6 + η )}

Exemple.

A 25°, la pression de vapeur saturante est de :

p_vs= 10^{2,7877 + (7,625 . 25) / (241,6 + 25)}= 3 182 PA, (contre 3 167 en réalité)

Entre la pression de vapeur saturante et la température η , en présence de glace (η < 0°C)

p_vs= 10^{2,7877 + (9,756 . η ) / (272,7 + η)}

Entre l’humidité absolue et la pression partielle de vapeur d’eau

L’humidité absolue « ²w » est liée à la pression partielle de vapeur d’eau « p_v » par la relation :

x = 0,622 . (p_v/ (P_atm– p_v))

où,

x est exprimé en kg _eau/kg _{air sec}
p_v est la pression partielle de vapeur d’eau
P est pression totale de l’air humide, que l’on peut en première approche prendre égale à la pression atmosphérique, soit 101 300 Pa

Exemple.

A 29°C et une pression partielle de vapeur de 2 000 Pa, on obtient :

x = 0,622 . (2 000 / (101 300 – 2 000)) = 0,0125 kg _eau/kg _air sec, soit 12,5 g _eau/kg _{air sec}.

Entre l’enthalpie, la température et l’humidité absolue

h = 1,006 . η + x . (2 501 + 1,83 . η ) en kJ/kg _{air sec}

où,

x est l’humidité absolue et η la température

Exemple.

soit η = 25°C et x = 0,008 kg_eau/kg_{air sec},

alors h = 1,006 . 25 + 0,008 . (2 501 + 1,83 . 25) = 45,5 kJ/kg _{air sec}

Entre l’enthalpie, la température et l’humidité relative

h = 1,006 . η+ [0,622 . (p_v/ (P_atm– p_v))] . (2 501 + 1,83 . η) en kJ/kg _{air sec}

avec p_v= φ . p_vs=φ . 10^{2,7877 + (7,625 . η ) / (241,6 + η )}

où,

φ est l’humidité relative
η la température
pvs est la pression de saturation

Exemple.

soit η= 16°C et φ = 53 % HR,

on déduit :

p_v= (φ /100) . p_vs= 0,53 . 10^{2,7877 + (7,625 . 16) / (241,6 + 16)}= 967,3 Pa

h = 1,006 . 16 + 0,622 . (967,3 / (101 300 – 967,3)) . (2 501 + 1,83 . 16) = 31,3 kJ/kg

Entre le volume spécifique, la température et l’humidité absolue

v = (461,24 . (0,622 + x) . T) / P

où,

x est l’humidité absolue en kg eau / kg air sec
T est la température absolue = η + 273,15°C
P = pression totale de l’air humide, que l’on peut en première approche prendre égale à la pression atmosphérique, soit 101 300 Pa

Exemple.

soit η = 25°C et x = 0,008 kg_eau/kg_air,

v = (461,24 . (0,622 + 0,008) . (273,15 + 25)) / 101 300 = 0,855 m^³/kg _{air sec}

Entre la température de rosée et la pression partielle de vapeur

Si η _r> 0°C, η_r= 31,685 . x / (1 – 0,1311 . x)

Si η_r< 0°C, η_r= 27,952 . x / (1 – 0,1025 . x)

où,

x = log 10 (pv / 613,34)

Exemple.

soit η = 25°C et pv = 1 600 PA, alors :

x = log ₁₀(1 600 / 613,34) = 0,416

η_r= 31,685 . 0,416 / (1 – 0,1311 . 0,416) = 13,9°C

Entre la température bulbe humide et la pression partielle de vapeur
La relation suivante est empirique :

p_v= p_{vsη h}– K . P (η – η _h)

où,

pv est la pression partielle de vaporisation
p_vsη_h est la pression de vapeur saturante correspondant à ηh
K est une constante valant 6,6 x 10-4 pour η _h > 0°C et 5,6 x 10 -4 pour η_h < 0°C
P est la pression totale de l’air humide, que l’on peut en première approche prendre égale à la pression atmosphérique, soit 101 300 Pa

Exemple.

soit la lecture suivante sur un psychromètre :

η = 20°C et η_h = 15°C.

Quelle est l’humidité relative dans la pièce ?

p_vs= 10^{2,7877 + (7,625 . η ) / (241,6 + η)}

Si η_h= 15°C, p_{vs η h}= 10^{2,7877 + (7,625 . 15) / (241,6 + 15)}= 1 711 PA </i.si>

p_v= p_{vs ηh}– K . P (η- η_h) = 1 711 – 6,6 . 10^-4. 101 300 . (20 – 15) = 1 377 PA

A 20°C, p_vs= 10^{2,7877 + (7,625 . 20) / (241,6 + 20)}= 2 347 PA

L’humidité relative est donc de :

φ = p_v/ p_vs= 1 377 / 2 347 = 59 %

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Description des châssis

Les châssis se différencient entre eux par leur matériau constitutif principal, par leur mode d’ouverture, par le détail du profil des ouvrants et par leur performance thermique.

Les parties du châssis

Le dormant

Partie du châssis fixée au gros œuvre. Si le châssis n’a pas d’ouvrant (châssis appelé fixe), le dormant comprendra la feuillure et la parclose de fixation du vitrage

L’ouvrant

Partie mobile du châssis. Les profilés constituant l’ouvrant créent avec ceux du dormant, des barrières étanches à l’eau et à l’air.
Il existe de nombreux types d’ouvrants.

La double barrière d’étanchéité

La barrière d’étanchéité à l’eau et la barrière d’étanchéité à l’air sont physiquement dissociées :

L’étanchéité à l’eau.
Son rôle est d’empêcher au maximum le passage de l’eau. Elle est située du côté extérieur, protégeant la barrière d’étanchéité à l’air des sollicitations climatiques.
L’étanchéité à l’air.
Elle est située du côté intérieur et composée habituellement de joints d’étanchéité en matériau souples susceptibles de perdre leur efficacité sous l’action de l’humidité et des rayons ultraviolets.

Entre les deux barrières se trouve une zone de drainage, appelée chambre de décompression.

Une troisième barrière (ou frappe) peut être prévue dans le profilé assurant une amélioration de l’isolation acoustique du châssis. Celle-ci se place du côté intérieur du châssis.

Le principe de la double barrière d’étanchéité est actuellement appliqué sur la quasi-totalité des châssis de menuiserie extérieure et ceci quel que soit le matériau de base (bois, aluminium, PVC, PUR).

Remarque.
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,
de la continuité des joints dans un même plan et dans les angles).

La chambre de décompression

Elle se trouve entre les barrières d’étanchéité à l’air et à l’eau.

Elle assure :

Le drainage et l’évacuation, par le biais des exutoires de drainage, des eaux qui n’ont pas pu être retenues par la barrière d’étanchéité à l’eau.

La réduction de la pression du vent sur le joint d’étanchéité à l’eau.

L’absence d’eau en contact avec le joint d’étanchéité à l’air.

Le principe d’équilibre des pressions dans la chambre de décompression :

La pression atmosphérique qui règne dans la chambre de décompression est identique à celle exercée du côté extérieur du châssis étant donné que ces deux zones communiquent entres elles par le biais des exutoires de drainage. Par contre, la chambre de décompression est isolée de l’ambiance intérieure par la barrière à l’air.
Dès lors, une goutte d’eau située à la hauteur de la barrière d’étanchéité à l’eau ne subit aucune poussée vers l’intérieur permettant ainsi de limiter les risques d’infiltration d’eau au sein du châssis.

Feuillure et parcloses

La feuillure permet de recueillir l’eau infiltrée dans le joint entre le vitrage et le châssis, suite à une perte d’efficacité ou d’une discontinuité du joint d’étanchéité en mastic.

Le fond de feuillure doit permettre un positionnement correct des cales de support du vitrage.

Le drainage de fond de feuillure est obligatoire pour le double vitrage : il évite toute présence d’eau stagnante dans la feuillure, risquant de s’infiltrer entre les deux vitres.
Le tableau suivant donne les hauteurs utiles minimales (en mm) des feuillures en fonction de la surface du vitrage en m². Ces hauteurs doivent être augmentées des déformations éventuelles des supports.

	Surface S du vitrage [en m²]
	< 0.25	0.25 < S < 2	2 < S < 6	6 < S
Simple vitrage	10 mm	13 mm	18 mm	25 mm
Double vitrage	18 mm	8 mm	18 mm	25 mm

Les parcloses servent à fixer le vitrage et à permettre son emplacement. Leur hauteur doit araser celle de la feuillure. Elles doivent pouvoir se démonter pour permettre le remplacement du vitrage.
Les systèmes de fixation des parcloses sont multiples :

par pointage ou vissage,
par clipsage sur des boutons,
par clipsage sur des ressorts ou des rainures,
par vissage en applique.

Les conduits de drainage

Ils permettent l’évacuation des eaux infiltrées dans la chambre de décompression ou dans la feuillure.

Ils doivent répondre à certains critères :

Ils doivent déboucher à l’extérieur ou en amont de l’étanchéité à l’air.

Ils doivent être équidistants de 50 cm au maximum et situés à proximité immédiate des angles du châssis.

Leur section doit être comprise entre 0,5 et 2,5 cm², selon leur exposition.

La différence de niveau entre la chambre de décompression et le débouché de l’exutoire doit être de 4 mm au minimum (14 mm est recommandé).

Les calages

Leur fonction est d’assurer le maintien correct du vitrage dans la feuillure. Des cales ponctuelles évitent le contact entre le vitrage et le châssis et permettent de reporter le poids du vitrage sur des points précis du châssis.

Un mauvais calage entraîne souvent un décollement des intercalaires entre les feuilles des doubles vitrages. Il y a donc embuage, ce qui rend ce vitrage inopérant thermiquement et crée un voile intérieur.

Les cales doivent être en matériaux imputrescibles et compatibles avec les produits de calfeutrement choisis et avec les matériaux des châssis (en bois, en polychloroprène, en élastomères, en plomb, …).

Il existe différents types de cales :

Les cales latérales ou d’espacement (C1) :
ces cales empêchent le vitrage de bouger. Elles sont nécessaires durant la période pendant laquelle le mastic n’a pas encore acquis sa plasticité définitive.
Les cales périphériques ou de distance (C2) :
ces cales doivent permettre la libre dilatation du verre et pour se faire, elles ne sont jamais placées en serrage (on laisse un léger jeu ou on utilise un matériau de dureté moindre que celui utilisé pour les cales d’appui).
Les cales d’assises ou de support (C3) : ces cales doivent avoir une largeur suffisante pour assurer un appui efficace sur toute l’épaisseur du vitrage.

L’emplacement des cales dépend de plusieurs paramètres tels que le type d’ouvrant, le système de verrouillage et le système de suspension.

Les joints d’étanchéité

Ils assurent l’étanchéité des feuillures à l’eau et à l’air tout en compensant ou en absorbant les dilatations, les déformations et les vibrations sans perdre leurs caractéristiques avec les temps.

On distingue les mastics plasto-élastiques associés aux préformés de bourrage et les préformés élastiques.

Le casse-goutte

Il est destiné à empêcher que l’eau accidentellement attirée vers l’intérieur du châssis ne puisse atteindre la barrière d’étanchéité à l’air. Ce dispositif est donc placé en aplomb de la chambre de décompression et en avant de la barrière d’étanchéité à l’air.

Pour assurer une efficacité suffisante du casse-goutte en cas de châssis fortement exposé, les grandeurs suivantes sont recommandées : une largeur de 6 mm et une profondeur de 4 mm minimum.

Les types d’ouvrants

Types d’ ouvrants (vus de l’intérieur)

Pivot à axe vertical :

À la française : vantail ouvrant vers l’intérieur.

À l’anglaise : vantail ouvrant vers l’extérieur.

Pivotant simple : vantail ouvrant vers l’intérieur en partie gauche vers l’extérieur en partie droite.

Pivot à axe horizontal :

Pivotant à axe horizontal : vantail ouvrant vers l’intérieur en partie haute et vers l’extérieur en partie basse.

À visière : vantail ouvrant principalement vers l’extérieur.

Oscillo-battant : 2 types d’ouverture vers l’intérieur.

Basculante : vantail ouvrant vers l’intérieur.

Coulissant :

Coulissante : translation horizontale.

A guillotine : translation verticale.

Le châssis en bois

Châssis en bois.

Première frappe : étanchéité à l’eau.
Chambre de décompression.
Exutoires de drainage.
Deuxième frappe : étanchéité à l’air.
Canal de drainage de la feuillure du vitrage.

Châssis bois avec rejet d’eau en aluminium fixé au dormant.

Première frappe : étanchéité à l’eau.
Chambre de décompression drainée
Récupération des eaux et évacuation vers l’extérieur.
Deuxième frappe avec joint périphérique continu : étanchéité à l’air
Chambre pour loger la quincaillerie.
Troisième frappe : amélioration acoustique.

Caractéristiques thermiques

Les châssis en bois ont un coefficient de transmission thermique U_f peu élevé par rapport à leur homologue métallique.

De plus, certains châssis d’apparence bois comprenant des cavités ou constituées de plusieurs plis de lamellés collés présentent des performances thermiques accrues.

Les types de bois pour les menuiseries

Le tableau suivant reprend les caractéristiques des différents types de bois (nomenclature et durabilité) et leurs performances.

Nom commercial	Nom botanique	Durabilité	Couleur	Préservation (*)
Convient pour portes et fenêtres :
Acajou d’Afrique	Khaya spp	III	rose à rouge brun clair	1
Acajou d’Amérique	Swietenia macrophylla	II	rouge brun à brun clair	1
Afromosia	Pericopsis elata	I/II	brun doré	1
Chanfuta, Lingué	Afzelia spp.	I	ocre clair à rouge brun	1
Afzélia Doussié	Afzelia bipindensis	I	ocre clair à rouge brun	1
Chêne d’Europe	Quercus robut et Q. petrea	II/III	jaune à jaune brun pâle	2
Chêne blanc d’Amérique	Quercus spp.	II/III	clair à brun doré	2
Epicea	Picea abies	IV	jaune brun blanchâtre	3
Framiré	Terminialia ivorensis	II/III	jaune à jaune brun pâle	2/3
Hemlock	Tsuga heterophylla	IV	gris jaune à gris brun	3
Iroko (Kambala)	Chlorophora excelsa et C. regia	I/II	jaune doré à brun foncé	1
Jatoba	Hymenaea courbaril	II	rouge orangé à brun	1
Makoré	Tieghemelle hexkelii	I	brun rosâtre à brun rouge	1
Mengkulang	Heritiera app.	IV	brun rouge	3
Merandi,Red	Shorea spp.	II/IV	brun rouge à brun rosâtre	2/3
Merbeau	Intsia	I/II	brun clair à brun rouge	1
Moabi	Baillonella toxisperma	I	brun rosâtre à brun rouge	1
Movingi	Distemonanthus benthamianus	III	jaune pâle à jaune	2
Niangon	Hertiera utili et h.densiflora	III	brun rosâtre à brun rouge	1
Douglas ( ou Oregon pine)	Pseudotsuga menzieslii	III	clair à brun clair	2/3
Padouk	Pterocarpus soyauxii	I	rouge à brun violacé	1
Panga-panga	Millettia stuhlmannii	II	brun noir	1
Pin des Landes	Pinus penaster	III/IV	brun rougeâtre strié	3
Pin du Nord	Pinus sylvestris	III/IV	clair à brun rouge jaunâtre	3
Pin sylvestre	Pinus sylvestris	III/IV	clair à brun rouge jaunâtre	3
Pitch-pine	Pinus caribea	III	brun clair à brun rouge	2/3
Sapelli	Entandrophragma cylindricum	III	brun rouge	1
Sipo	Entandrophragma utile	II/III	brun rouge	1
Southern pine	Pinus spp.	III	brun jaune clair	3
Tatajuba	Bagassa quianensis	I/II	brun doré	1
Teck	Tectona grandis	I	brun moyen à foncé	1
Tola	Gossweilerodendron balsamiferum	II/III	brun jaune rosâtre	2
Tornillo	Cedrelinga catenaeformis	III	brun rose à brun havane	2
Wengé	Millettia laurentii	II	brun noir	1
Western pine	Pinus spp.	IV	jaune à brun rouge clair	3
Western red cedar	Thuya plicata	II	brun	2
Convient moins pour portes et fenêtres :
Azobé	Lophira alata	I/II	rouge mauve	1
Balau, Red	Shorea spp.	III/IV	rouge brun à brun gris	2/3
Balau, Yellow/ Bangkirai	Shorea spp.	II/III	brun jaune à brun rouge	1
Bilinga	Naucla diderrichij et N. gilletii	I	jaune orangé à ocre	1
Jarrah	Eucalyptus marginata	I	brun rouge	1
Kapur	Dryobalanops spp.	II	rouge brun à brun gris	1
Keruing	Dipterocarpus spp.	III	brun à brun rouge	1
Kosipo	Entandrophragma candollei	II/III	rouge violacé à brun	1
Mélèze Larix	decidua	III	brun rouge	2/3
Robinier	Robinia pseudoacacia	I/II	vert jaune à brun doré	1
Tiama	Entandrophragma angolense	III	rouge brun à brun gris	1

(*) La préservation du bois :

1 = pas nécessaire
2 = finition comprenant ou précédée d’un traitement de surface C1
3 = préservation en profondeur souhaitable
2/3 = préservation souhaitable en cas de présence d’une part importante d’aubier ou de durabilité générale inférieure des éléments concernés (pour plus de détail, se référer au point suivant : traitement et entretien du bois).

Traitement et entretien de la menuiserie

Un traitement de la menuiserie comprend deux opérations distinctes :

La protection
La finition

Un choix adéquat de la protection et de la finition ainsi qu’un entretien régulier et approprié de la finition assurera la conservation des menuiseries extérieures.

La protection

La protection est nécessaire lorsque le bois n’a pas une durabilité naturelle suffisante contre les attaques éventuelles de champignons et/ou d’insectes.

Type de protection

Description du produit

A3 : procédé de préservation

produit soluble dans l’eau, appliqué par immersion ou par imprégnation sous vide;
non filmogène (perméable à la vapeur d’eau);
contient des fongicides contre la pourriture, un insecticide et un agent antibleu ( facultatif).

C1 : produit de préservation

incolore ou légèrement pigmenté
non filmogène (perméable à la vapeur d’eau), teneur en matières sèches : 10 à 20 %;
contient un fongicide contre le bleuissement et la pourriture ainsi qu’un insecticide;
épaisseur indicative par couche : 1 à 5 µm ( à l’état sec).

La finition

La finition du bois est réalisée après la protection éventuelle du matériau et comprend généralement plusieurs couches.

Elle est obligatoire. En effet, la pose d’une menuiserie extérieure en bois sans finition n’est pas conforme aux dispositions générales des STS.

Elle ne peut être appliquée que sur des éléments en bois suffisamment durables pour résister à tous les agents d’agression susceptibles d’affecter le matériau.

Elle permet de remplir les fonctions suivantes :

Rehausser l’aspect esthétique.
Préserver le bois des agressions climatiques telles que :
- les rayonnements ultraviolets et infrarouges, grâce aux pigments;
- les variations importantes du taux d’humidité sous l’effet des précipitations, de l’humidité relative de l’air et des vents, augmentant les risques de fissuration et de déformation des éléments des menuiseries.
- le lessivage des substances ligneuses et le tachage dû à l’humidité.
Faciliter l’entretien.
Accroître la longévité de la menuiserie.

Les produits de finition se différencient par le degré de perméabilité à la vapeur qu’ils offrent, allant de peu perméable (filmogène) à perméable (peu filmogène).

Types de finitions	Descriptions
Peu filmogène :
C2 : lasure légèrement pénétrante avec fongicide	pigmentée; légèrement filmogène, teneur en matières sèches : 20 à 35 %; contient des biocides pouvant avoir une action fongicide (contre les champignons), insecticide et anti-bleuissement; épaisseur indicative par couche : 15 à 20 µm (à l’état sec). Ce type de finition est le seul assurant en outre une protection préventive du bois.
Entretien : nettoyage de la menuiserie, suivi immédiatement de l’application d’une nouvelle couche de produit 1 à 2 an après la mise en œuvre.
Semi filmogène :
C3 : lasure légèrement pénétrante sans fongicide	pigmentée; nettement filmogène, teneur en matières sèches : 20 à 35 %; contient uniquement un fongicide contre le bleuissement; épaisseur indicative par couche : 15 à 20 µm (à l’état sec).
CTOP : lasure satinée ou top coat	pigmentée; nettement filmogène, teneur en matières sèches : 35 à 60 %; contient uniquement un fongicide contre le bleuissement (ne protège que le film); épaisseur indicative par couche : 20 µm (à l’état sec).
Entretien : nettoyage, puis un léger ponçage du bois et dépoussiérage, suivis de nouvelles applications du produit 2 à 4 après le dernier traitement.
Filmogène :
Peinture	pigmentée; caractère filmogène prononcé, teneur élevée en matières sèches; ne contient pas de biocides; épaisseur indicative par couche : > 30 µm (à l’état sec).
Entretien : nettoyage, décapage, dépoussiérage et remise en peinture des portes et des fenêtres 3 à 7 ans (ou plus) après la première mise en peinture.

La durabilité de la finition dépend des facteurs suivants :

l’état et la préparation du support;
la méthode d’application et l’utilisation correcte du produit;
la conception des éléments de la menuiserie (forme des profilés, assemblage, drainage du vitrage, éviter la stagnation d’eau, …)
l’exposition de la menuiserie aux conditions climatiques, …

Notons que l’entretien d’une finition peu filmogène, lorsqu’il est effectué en temps opportun est sensiblement plus aisé (simple enduisage) que celui d’une finition filmogène. Cette dernière bien que plus durable exige une plus grande maîtrise de la part de l’applicateur.

Entretien curatif

Si l’entretien est inexistant ou n’a pas été réalisé régulièrement, le bois sous-jacent sera sensiblement dégradé et fissuré. Les travaux préparatoires à la rénovation complète de la finition exigeront bien plus qu’un simple grattage des couches anciennes de la finition et l’application de nouvelles couches. Ils comprendront notamment :

le dégraissage,
le ponçage de la surface du bois,
le bouchage des fissures,
l’application de mastic dans les joints des vitrages et le remplacement éventuel des parecloses détériorées,
la réfection des assemblages disloqués.

Mesures de protection contre la condensation interne au bois

La condensation interne dans la masse du bois des menuiseries est évitée lorsque la résistance à la diffusion de vapeur de la finition intérieure est suffisamment grande par rapport à celle de la finition extérieure.

Le bois étant perméable à la vapeur d’eau, celle-ci aura tendance à traverser le châssis de l’intérieur vers l’extérieur pour atteindre l’équilibre.
Si une couche de finition extérieure peu perméable à la vapeur empêche celle-ci de sortir du châssis, celle-ci risque de rester piégée au sein du châssis.

C’est pourquoi on préfère limiter les risques d’infiltration et empêcher au maximum la vapeur de pénétrer dans le châssis par l’intérieur.
Ce principe est respecté lorsque la finition intérieure est filmogène (peinture ou vernis) et la finition extérieure est non filmogène.

Si les finitions intérieures et extérieures sont toutes 2 des peintures, le nombre de couches intérieures doit être suffisant par rapport au nombre de couches extérieures.

Coût des châssis en bois (estimation vitrages non compris)

Leur prix varie selon le type de bois utilisés :

Dark Red Meranti	148	à 190	€/m² de baie
Merbau	170	à 228	€/m² de baie
Afzélia	200	à 297	€/m² de baie

Il faut y rajouter les traitements du bois :

Couche d’imprégnation + 2 couches de finition :	12	à 14	€/m² de baie
Couche supplémentaire d’entretien :	4	à 5	€/m² de baie

Remarque : les fourchettes de prix mentionnées sont données à titre indicatif. Les prix prévoient la fourniture et la mise en œuvre hors TVA, mais ne tiennent pas compte des traitements de protection. Ils concernent les ouvrages courants. Ils dépendent des dimensions moyennes des châssis, de leurs formes et des types d’ouvertures.

Le châssis en aluminium

Très différents des menuiseries en bois, les châssis en aluminium comportent des profilés extrudés creux fixés au moyen d’attaches mécaniques.
Étant donné la forte conductivité thermique de l’aluminium, un principe de coupure thermique en matériau isolant a été conçu pour répondre aux exigences en matière de confort thermique : une isolation est introduite entre deux profilés, l’un intérieur et l’autre extérieur, évitant ainsi tout contact alu-alu.

Châssis en aluminium à coupure thermique.

Première frappe : étanchéité à l’eau.
Chambre de décompression drainée.
Récupération des eaux et évacuation vers l’extérieur.
Deuxième frappe : étanchéité à l’air
Chambre pour loger la quincaillerie.
Troisième frappe : amélioration acoustique.
Mousse isolante.

Il existe de nombreux types de profilés isolés mais le choix d’isolants formant la coupure thermique est nettement plus limité. Les isolants utilisés sont souvent un polyamide renforcé en fibre de verre ou des isolants fabriqué à partir de résines.

Caractéristiques thermiques

Pour ces châssis, la performance thermique dépendra largement du détail de la fenêtre.
Actuellement, on ne conçoit plus un châssis en aluminium sans coupure thermique.

Pour connaitre les valeurs du coefficient de transmission thermique U_f des châssis en aluminium.

Traitement de surface

Le châssis en aluminium ne requiert aucun traitement pour être maintenu en bon état. C’est l’oxydation naturelle se formant sur la surface qui assure la protection. Toutefois, le métal vieillit et prend une couleur grise irrégulière. C’est donc pour des raisons esthétiques que l’on traite la surface :

soit, par la pose d’une couche de laque,
soit, par anodisation.

Coût (estimation vitrages non compris)

Aluminium laqué avec coupure thermique :

245

314

€/m² de baie

Les fourchettes de prix mentionnées sont données à titre indicatif. Les prix prévoient la fourniture et la mise en œuvre hors TVA, mais ne tiennent pas compte des traitements de protection. Ils concernent les ouvrages courants. Ils dépendent des dimensions moyennes des châssis, de leurs formes et des types d’ouvertures.

Le châssis en acier

Comme les châssis en aluminium, les châssis en acier comportent des profilés extrudés creux fixés au moyen d’attaches mécaniques.
Étant donné la forte conductivité thermique de l’acier, un principe de coupure thermique en matériau isolant a été conçu pour répondre aux exigences en matière de confort thermique.

Châssis en acier.

Première frappe : étanchéité à l’eau.
Chambre de décompression drainée
Récupération des eaux et évacuation vers l’extérieur.
Deuxième frappe : étanchéité à l’air
Chambre pour loger la quincaillerie.
Mousse isolante.

Caractéristiques thermiques

Pour connaitre les valeurs du coefficient de transmission thermique U_f des châssis en acier.

Coût (estimation vitrages non compris)

Acier laqué

248

322

€/m² de baie

La fourchette de prix mentionnée est donnée à titre indicatif. Le prix prévoit la fourniture et la mise en œuvre hors TVA. Ils concernent les ouvrages courants. Ils dépendent des dimensions moyennes des châssis, de leurs formes et des types d’ouvertures.

Le châssis en PVC

Le PVC est thermoplastique c’est-à-dire susceptible de ramollir sous l’action de la chaleur et de durcir sous l’action du froid.

La composition chimique de ce matériau est variable et les adjuvants au PVC jouent un rôle considérable.
Ils permettent :

de réduire la fragilité du matériau : on parlera de raideur de type A ou B selon la composition,
de faciliter sa mise en forme,
d’empêcher les dégradations causées par la chaleur, l’oxydation et le rayonnement solaire.

Châssis en PVC à trois chambres.

Première frappe : étanchéité à l’eau.
Chambre de décompression drainée
Récupération des eaux et évacuation vers l’extérieur.
Deuxième frappe : étanchéité à l’air
Chambre pour loger la quincaillerie.
Troisième frappe : amélioration acoustique.
Renfort en acier zingué éventuel.

Lorsque ce type de châssis est amené à former de grandes baies, il convient de le rigidifier. Certaines marques de châssis en PVC peuvent être renforcés par des profils métalliques (tel le renfort en acier zingué illustré sur le schéma ci-dessus). D’autres prévoient des renforcements uniquement pour certaines pièces en fonction des sollicitations auxquelles elles sont soumises, et de la raideur du PVC utilisé.

Caractéristiques thermiques

Pour connaitre les valeurs du coefficient de transmission thermique U_f des châssis en PVC, cliquer ici !

Le terme « chambres » est utilisé pour désigner les subdivisions se succédant dans la largeur du profilé extrudé creux.

Coût (estimation vitrages non compris)

PVC	170	220	€/m² de baie
PVC renforcé	185	240	€/m² de baie

Les fourchettes de prix mentionnées sont données à titre indicatif. Les prix prévoient la fourniture et la mise en œuvre hors TVA. Ils concernent les ouvrages courants. Ils dépendent des dimensions moyennes des châssis, de leurs formes et des types d’ouvertures.

Le châssis en fibre de verre

Il s’agit des profilés creux réalisés par pultrusion qui sont joints ensemble par des attaches mécaniques.

Caractéristiques thermiques

Des menuiseries en fibre de verre ont été lancées sur le marché mais la nouveauté du produit fait que les performances en service doivent encore être déterminées. En général, le châssis en fibre de verre, s’il est bien conçu, possède une valeur isolante plus élevée que le châssis de bois.

Le châssis en polyuréthane

Le châssis en polyuréthane est constitué d’un matériau thermodurcissable utilisé notamment pour la fabrication de pièces plastiques, de peintures, de mousses isolantes,… Ce matériau offre une très grande liberté de conception.

Châssis en polyuréthane.

Première frappe : étanchéité à l’eau.
Chambre de décompression drainée
Récupération des eaux et évacuation vers l’extérieur.
Deuxième frappe : étanchéité à l’air
Chambre pour loger la quincaillerie.
Troisième frappe : amélioration acoustique.
Insert tubulaire en aluminium.

Lorsque ce type de châssis est amené à former de grandes baies, il convient de le rigidifier au moyen de profils métalliques (tel l’insert tubulaire en aluminium illustré sur le schéma ci-dessus).

Caractéristiques thermiques

Pour connaitre les valeurs du coefficient de transmission thermique U_f des châssis en polyuréthane.

Coût (estimation vitrages non compris)

PUR laqué

248

322

€/m² de baie

Les châssis composés

Il s’agit de menuiseries faites de matériaux combinés.

De nombreuses combinaisons sont possibles à condition que les matériaux soient chimiquement compatibles.
Les performances des châssis composés sont généralement difficiles à évaluer. En toute logique, l’objectif est d’exploiter les avantages des différents matériaux.

Par châssis composés, on entend soit :

Des châssis composés d’un ouvrant et d’un dormant de matériaux différents

Par exemple :

le dormant est en aluminium et l’ouvrant en PVC,
le dormant est en bois recouvert d’aluminium et l’ouvrant en aluminium.

Des châssis dont le profil est constitué de plusieurs matériaux :

Les châssis en bois et aluminium :

Ces châssis sont construits en bois divers, leur face extérieure est recouverte de profilés étirés d’aluminium, d’une épaisseur de 2 mm brossés ou prélaqués. Entre le bois et l’aluminium se trouve un profilé en PVC (λ = 0,14 W/mK), servant de coupure thermique évitant le contact entre les deux matériaux.

Profilés étirés en aluminium
Profilés en PVC
Châssis en bois
Vide ventilé.

Précautions particulières

Le revêtement en aluminium ne doit pas être en contact avec le verre car cela augmente le risque de casse thermique et de condensation interne.

Étant donné que le revêtement en aluminium empêche le passage de la vapeur vers l’extérieur, il faut veiller à ce que les autres surfaces du bois comportent un pare-vapeur (peinture ou vernis) afin d’être protégées contre l’accumulation excessive d’humidité à la surface extérieure du bois.
En théorie, le vide ventilé par l’extérieur prévu entre le bois et le profilé en aluminium permet l’évacuation des eaux condensées dans le bois, afin d’éviter le pourrissement de ce dernier.

Les châssis en bois et liège :

Le liège inséré dans le châssis permet d’augmenter l’isolation thermique de celui-ci.

Châssis en bois et liège.

1. Bois.
2. Liège.
3. Première frappe : étanchéité à l’eau.
4. Deuxième frappe : étanchéité à l’air.
5. Troisième frappe : amélioration acoustique.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Réparer l’étanchéité d’une toiture plate

Comment réagir en fonction des altérations de la membrane d’étanchéité ?

Il est essentiel de réagir rapidement lorsqu’une membrane d’étanchéité présente des signes de vétusté ou des désordres importants, afin d’éviter toute infiltration qui pourrait mettre en péril la stabilité du support ou l’efficacité de l’isolant.

Lorsque l’étanchéité bitumineuse existante est vétuste, mais ne pose pas de graves problèmes, elle peut être conservée comme sous-couche. Dans ce cas, après préparation de cette sous-couche, peut y être collée ou soudée une membrane de bitume polymère avec armature polyester de façon à reconstituer ainsi une étanchéité multicouche.

Évaluer

Pour évaluer l’état de la membrane d’étanchéité.

Le tableau ci-dessous indique en fonction des désordres constatés, les réactions nécessaires

Désordre	Réaction
Blessure. Plante isolée.	Réparation locale.
Déchirure isolée.	Suppression des tensions et réparation locale.
Végétation. Usure de la protection UV. Boursouflure isolée.	Entretien, régénération de la protection UV (gravier ou peinture) et réparations locales.
Algues. Mousse. Déchets, gravats.	Enlèvement, nettoyage, contrôle étanchéité (réparations locales éventuelles).
Déchirures généralisées. Boursouflures généralisées. Défauts des fixations mécaniques.	Remplacement de la membrane.
Membrane bitumineuse vétuste, mais sans grave problème.	Pose d’une nouvelle membrane sur la membrane existante de façon à constituer ainsi une étanchéité bitumineuse bicouche.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Isolation sur les pannes (panneaux auto-portants)

Isolation par panneaux autoportants.

Couverture.
Languette d’assemblage.
Lattes.
Panneau de toiture préfabriqué.
Raidisseur du panneau.
Isolant du panneau.
Pare-vapeur intégré éventuel.
Plaque inférieure du panneau.
Panne.

Le principe

Les éléments de toiture auto-portants préfabriqués en usine sont directement posés parallèlement à la pente de toiture, sur les pannes.

Les panneaux isolants préfabriqués.

Les joints entre éléments autoportants étant rendus étanches à l’eau à leur face supérieure et à l’air et à la vapeur à leur face inférieure (exemple : par injection de mousse), ils assument à eux seuls, 4 fonctions de la toiture :

celle de la sous-toiture,
celle de l’isolant,
celle de l’écran étanche à l’air et à la vapeur,
et celle de la finition intérieure du plafond.

Jonction entre éléments.

En outre, ils remplacent les chevrons et les contre-lattes.

Les éléments autoportants

Les éléments autoportants peuvent être classés en deux grands groupes :

1. Les éléments autoportants ouverts

Élément autoportant ouvert.

Ils sont constitués d’une plaque de particules ou de multiplex de 1 à 6 m (ou plus) de longueur raidis par des chevrons; les compartiments ainsi formés, sont remplis d’isolant, visible sur la face supérieure des éléments.

Lattes en bois servant de chevron et de contre-latte.
Isolation (PUR, PIR, XPS, EPS).
Plaque continue.

Il existe également sur le marché, des éléments autoportants à isolation continue. Dans ce cas il n’y a pas de chevrons fixés à la palque de base mais des contre-lattes sont fixées au-dessus de l’isolant.

Élément autoportant ouvert à isolation continue.

2. Les éléments autoportants sandwiches

Eléments autoportants sandwiches.

Les éléments autoportants sandwiches sont constitués d’un isolant revêtu sur ses deux faces d’une plaque de particule ou d’un multiplex. La face supérieure est généralement munie de contre-lattes.

Contre-latte.
Isolation.
Plaques.
Languette mobile.


Isolation en laine de roche.	Isolation en polyuréthane.	Isolation en polystyrène.

Conseils de mise en œuvre

Les panneaux autoportants sont placés sur les pannes parallèlement à la pente de toiture.

Les joints parallèles au faîtage sont à éviter, car leur étanchéité à la pluie est difficile à réaliser. On choisit donc des panneaux suffisamment long que pour couvrir toute la longueur de la toiture.

La plupart des éléments auto-portants sont conçus pour prévenir tout pont thermique à la jonction de deux éléments ainsi que pour empêcher tout mouvement différentiel dans le versant.

Exemple : rainures avec interposition d’une languette mobile dans celles-ci.

Languette entre deux panneaux.

Dans tous les cas, les joints doivent être étanche à l’eau à leur face supérieure et étanche à l’air et à la vapeur à leur face inférieure.

Exemple.

L’étanchéité à la pluie est, ici, réalisée par injection de mousse isolante au-dessus de la languette de jonction et par une bande d’aluminium adhésive sur l’ensemble mousse isolante injectée et chevrons intégrés aux panneaux.

Réalisation de l’étanchéité à la pluie

Bande d’aluminium adhésive.
Mousse isolante injectée.
Languette de jonction.

L’étanchéité à l’air et à la vapeur n’est assurée que si les joints sont, à leur face inférieure, injectés (ex : de mousse) ou collés au moyen de matériaux restant élastiques.

Il est recommandé de n’utiliser que les panneaux disposant d’un agrément technique de l’UBAtc (Union belge pour l’agrément technique de la construction).

La pose des panneaux autoportants est très délicate et varie d’un système à l’autre. Les prescriptions des fabricants et de l’agrément technique doivent être scrupuleusement suivies.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Déflecteurs de lumière naturelle

By Julian A. Henderson – Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=19588365

Les stores réfléchissants

Les stores réfléchissants actuels sont utilisés dans le double but d’ombrager un espace du rayonnement solaire direct et de rediriger la lumière naturelle vers le fond du local.

Ces stores peuvent être fixes ou mobiles. Les stores réfléchissants peuvent être considérés comme un développement compact d’un light shelf. Cependant, les lamelles ombragent la fenêtre moins complètement et redirigent moins efficacement la lumière vers le fond de la pièce qu’un light shelf.

Il existe des stores réfléchissants dont l’inclinaison des lames peut être variable en fonction de leur emplacement dans la fenêtre : la partie supérieure de la fenêtre redirige la lumière vers le plafond, alors que la zone inférieure produit un ombrage du même type que les stores vénitiens conventionnels.

Le schéma ci-contre accentue le principe. Cette configuration a pour but de laisser pénétrer la lumière naturelle à l’intérieur du local, même lorsque les occupants ferment complètement les stores.

Les vitrages directionnels

Les vitrages directionnels redirigent très efficacement les rayons solaires directs vers le fond d’une pièce. Ils peuvent aussi être employés pour rediriger la lumière zénithale vers le bas d’un atrium ou vers une salle en sous-sol. Cependant, sous ciel gris, le niveau lumineux en fond de local est inférieur à celui d’un double vitrage classique. Les panneaux directionnels sont utilisés en configurations fixes et mobiles.

Les vitrages prismatiques peuvent soit rediriger la lumière naturelle plus profondément dans le bâtiment soit exclure la lumière d’un espace. Bien qu’ils soient habituellement transparents, ils obscurcissent la vue vers l’extérieur. Il vaut donc mieux les utiliser pour la partie supérieure d’une fenêtre afin de ne pas couper la vue des occupants vers l’extérieur.

La lumière naturelle peut également être déviée par des éléments acryliques concaves disposés verticalement à l’intérieur d’un double vitrage. Ce vitrage doit être positionné au-dessus de l’angle de vision. Dans nos régions, la meilleure orientation pour ce type de vitrage est le sud.

Les laser-cut panels

Le laser-cut panel est un système de redirectionnement de la lumière produit par des coupures réalisées par un laser dans un matériau acrylique. Ces panneaux assurent une bonne visibilité vers l’extérieur. Placés verticalement, ils induisent une déflexion de la lumière provenant des angles d’incidence élevés (> 30°) alors qu’ils transmettent la lumière à de faibles incidences. Placés horizontalement, ils agissent en tant que protection solaire. Ils peuvent être employés comme système fixe ou mobile. Pour éviter certains risques d’éblouissement, il faut qu’ils soient situés au-dessus du niveau visuel. Le laser-cut panel coûte encore très cher.

Les systèmes holographiques

Les systèmes holographiques ne sont encore qu’au début de leur développement. Le procédé holographique consiste en une couche de matériau diffractant qui est choisie pour rediriger la lumière selon un angle spécifique, en fonction de l’angle d’incidence de la lumière. Il s’agit d’un système pratique en rénovation puisqu’il suffit d’ajouter un film à une fenêtre classique. Ils peuvent également être employés pour obtenir un effet décoratif coloré.

Les déflecteurs diffusants dans des ouvertures zénithales

Pour améliorer l’effet produit par l’ajout d’une ouverture zénithale, il est utile de concevoir un système de déflecteurs blancs diffusants au niveau du plafond. Si ces déflecteurs sont verticaux, l’éclairement lumineux dans l’espace est amélioré. Des déflecteurs inclinés diminuent le niveau d’éclairement maximum mais, par contre, uniformisent l’éclairage. Les deux figures ci-dessous montrent un exemple de déflecteurs verticaux conçus pour une orientation est-ouest d’un lanterneau et un exemple de déflecteurs inclinés conçus pour une dent de scie orientée vers le sud.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Modèles d’isolation – plancher léger avec aire de foulée

L’isolation du plancher léger de combles circulables peut se faire par divers systèmes :

Panneaux semi-rigide entre les gîtes

L’isolant semi-rigides est généralement de la laine minérale.

Il est posé entre les gîtes, sur le plafond de l’étage inférieur.

La largeur de l’isolant est légèrement supérieure à l’espace disponible entre les gîtes (1 ou 2 cm). De cette façon l’isolant est bien maintenu hermétiquement contre les gîtes et les courants d’air accidentels sont évités.

L’isolant peut occuper toute la hauteur de l’espace entre les gîtes ou une partie seulement.

Lorsqu’un pare-vapeur est nécessaire, celui-ci est fixé sous les gîtes avant la réalisation du plafond.

Finalement, l’aire de foulée est placée au-dessus du gîtage.

Isolant semi-rigide entre gîtes d’un plancher circulable.

Gîte.
Isolant (remplissage partiel).
Pare-vapeur.
Finition du plafond.
Isolant (remplissage complet).
Aire de foulée.

Matelas souples à languettes entre les gîtes

Le matelas souple muni d’un pare-vapeur est un matelas de laine minérale revêtu, par exemple, de papier kraft et de kraft-aluminium sur la face chaude (côté inférieur). Le kraft aluminium fait office de pare-vapeur. Il dépasse de quelques cm les bords du matelas isolant (languettes).

Le matelas isolant est placé par dessous. Les languettes sont agrafées à la face inférieure des gîtes en se recouvrant partiellement. Les plafonds sont finalement mis en place.

L’isolant peut occuper toute la hauteur de l’espace entre les gîtes ou une partie seulement.

L’aire de foulée peut être posée avant ou après l’isolant.

Remarque : la largeur du matelas doit être adaptée à l’entre-axe des gîtes.

Matelas de laine minérale en rouleau à languettes.

Matelas isolant avec languettes entre gîtes d’un plancher circulable.

Gîte.
Isolant souple.
Papier Kraft.
Languettes superposées agrafées.
Pare-vapeur en Kraft-Aluminium.
Finition du plafond.
Aire de foulée.

Panneaux rigides entre les gîtes

L’isolant rigide est généralement de la mousse synthétique (PUR, PIR, XPS, EPS).

Il est posé entre les gîtes, sur le plafond de l’étage inférieur.

L’isolant étant rigide, il est difficile de l’ajuster exactement avec les gîtes. Pour cette raison, la largeur de l’isolant mis en œuvre est légèrement inférieure à l’espace disponible entre les gîtes (1 ou 2 cm). Ainsi, une mousse de polyuréthane peut être injectée facilement entre l’isolant et la gîte.

Cette mousse assure une continuité de l’isolant jusqu’à la gîte et une protection contre les courants d’air accidentels.

L’isolant peut occuper toute la hauteur de l’espace entre les gîtes ou une partie seulement.

Lorsque un pare-vapeur est nécessaire, celui-ci est fixé sous les gîtes avant la réalisation du plafond.

Finalement, l’aire de foulée est placée au dessus du gîtage.

Panneaux isolants rigides entre gîtes d’un plancher circulable .

Gîte.
Pare-vapeur.
Finition du plafond.
Isolant rigide.
Aire de foulée.
Mousse injectée.

Flocons ou granulés d’isolant entre les gîtes

Le matériau isolant utilisé est constitué de granulés de perlite ou de polystyrène expansé, ou de flocons de laine minérale posés en vrac entre les gîtes, sur le plafond de l’étage inférieur.

Lorsque un pare-vapeur est nécessaire, celui-ci est fixé sous les gîtes avant la réalisation du plafond.

Finalement, l’aire de foulée est placée au dessus du gîtage.

Isolant posé en vrac entre les gîtes d’un plancher circulable.

Gîte.
Pare-vapeur
Finition du plafond.
Isolant en vrac.
Aire de foulée.

Isolation semi-rigide entre lambourdes sur une plaque de support

L’isolant semi-rigide est généralement de la laine minérale.

Sur le gîtage est posé un plancher destiné à supporter l’isolant. Le pare-vapeur éventuel est déroulé soigneusement sur ce plancher.

Des lambourdes d’une épaisseur au moins équivalente à celle de l’isolant sont ensuite placées à intervalle régulier sur le plancher support et son pare-vapeur éventuel.

L’espace entre les lambourdes est déterminé par la largeur des panneaux isolants prévus (largeur de panneau moins +/- 2 cm).

De cette façon l’isolant est bien maintenu hermétiquement contre les lambourdes et les courants d’air accidentels sont évités.

Si pour des raisons techniques, l’entredistance entre les lambourdes devaient être différents, la largeur des panneaux doit être adaptée.

L’étanchéité sera assurée par le pare-vapeur s’il existe, sinon à l’air par le plafond ou la plaque de support de l’isolant.

Finalement, l’aire de foulée est fixée à la face supérieure des lambourdes.

Isolation entre lambourdes au-dessus du gîtage d’un plancher circulable .

Lambourdes.
Isolant.
Pare-vapeur.
Plancher support de l’isolant.
Aire de foulée.
Finition du plafond.

Isolation rigide sur une plaque de support

L’isolant rigide est généralement de la mousse synthétique (PUR, PIR XPS, EPS).

Sur le gîtage est posé un plancher destiné à supporter l’isolant. Le pare-vapeur éventuel est déroulé soigneusement sur ce plancher.

L’isolant est ensuite déposé de façon continue, les panneaux étant parfaitement jointifs.

L’étanchéité à l’air sera assurée par le pare-vapeur s’il existe, sinon par le plafond ou la plaque de support de l’isolant.

L’aire de foulée est posée soit directement sur l’isolant, soit, lorsqu’il s’agit de planches en bois, sur des lattes posées sur l’isolant. Le plancher de bois est cloué sur ces lattes.

Isolation continue au-dessus du gîtage d’un plancher circulable.

Aire de foulée.
Isolant.
Pare-vapeur.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Enduits extérieurs

Les types d’enduits

Il existe trois grands groupes d’enduits applicables sur les panneaux isolants : les enduits minéraux, les enduits résineux et les enduits aux silicates et aux silicones.

L’enduit faisant partie d’un système isolant-enduit sera de préférence prédosé en usine. Il est composé de charges, d’eau, d’un ou plusieurs liants, et éventuellement d’adjuvants et de pigments.

Le liant d’un enduit minéral est le ciment ou la chaux, ou encore un mélange des deux.
Le liant d’un enduit résineux est constitué d’un ou de plusieurs types de résines.
Le liant d’un enduit aux silicates et aux silicones est un liant silicieux.

Les enduits minéraux sont plus épais que les enduits synthétiques ou aux silicates et aux silicones.

Les enduits utilisés sur les panneaux isolants sont généralement « décoratifs » et diffèrent par leur aspect et leur couleur. Ils peuvent être lisse, crépi, roulé, peigné, gratté, lavé, projeté, etc.

Les enduits appliqués sur isolant sont munis d’un treillis de renforcement, synthétique ou métallique, résistant aux alcalis et à la corrosion.

Les précautions à prendre

L’isolation extérieure couverte d’un enduit est un système qui combine l’usage de plusieurs produits. Chaque système doit avoir été étudié et testé par son fabricant. Il devrait idéalement faire l’objet d’un agrément technique. Le système doit être mis en œuvre en respectant les prescriptions du fabricant et de l’agrément technique éventuel. Les limites d’utilisations prescrites doivent également être respectées.
Le système doit être appliqué dans son ensemble : isolant, enduit, fixation, armature, finition, accessoires, détails techniques, etc.

Le support doit être vérifié et préparé avant pose du système.

La date limite d’utilisation des matériaux livrés sera vérifiée à la réception.

Le transport et le stockage se feront dans les emballages d’origine, en tenant compte des précautions prescrites.

Les enduits préfabriqués proviendront par façade d’un même lot de fabrication afin d’éviter les différences de teintes surtout si l’enduit est coloré.

Des protections seront utilisées contre les conditions climatiques défavorables.

L’enduit ne pourra être appliqué dans des conditions extrêmes. Outre les limites expresses imposées par le fabricant ou l’agrément technique, l’enduit ne sera pas appliqué :

lorsque la température risque de monter au-dessus de + 30 °C ou de descendre en dessous de + 5 °C pendant l’application ou le durcissement;
lorsque le mur est en plein soleil;
par vent sec;
par pluies battantes;
lorsque le support est humide ou gelé.

L’entretien de l’enduit

Les facteurs extérieurs peuvent, avec le temps, altérer l’aspect de l’enduit et le dégrader par endroit.

On déterminera d’abord les causes éventuelles des désordres. Les fines fissures stabilisées sont pontées avant application d’un enduit de réparation. Les parties désolidarisées (qui sonnent creux) décapées et refaites.

Les algues et mousses sont éliminées à l’aide de produits appropriés et les matières mortes sont brossées.

Les efflorescences sont éliminées à sec.

L’enduit est ensuite brossé à sec ou nettoyé au jet d’eau.

On applique généralement une peinture perméable à la vapeur d’eau, adaptée à l’enduit. On peut également appliquer une couche supplémentaire d’enduit si la couche existante possède les qualités mécaniques nécessaires et permet l’adhérence de la nouvelle couche.

Les microfissures stabilisées sont colmatées par une peinture à base de ciment ou une fine couche d’enduit.

Les informations utiles

La note d’information technique (NIT) n° 209 du CSTC concerne les enduits posés, entre autres, sur des panneaux d’isolation thermique.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Protections intégrées aux vitrages doubles

Store vénitien inséré dans un vitrage double.

Certaines caractéristiques de ces types de store sont tout à fait semblables à celles des autres stores enroulables (en particulier les stores intérieurs réfléchissants) ou vénitiens. Nous ne décrirons donc ici que les propriétés propres à l’insertion de ces produits à l’intérieur du double vitrage.

Les stores enroulables réfléchissants

Description

Un store en toile réfléchissante se déroule dans l’espace intérieur du double vitrage. L’épaisseur de la lame d’air doit alors être au minimum de 12 mm.

Facteur solaire

D’une manière générale : FS associé à un double vitrage = .. 0,12 ..

Transmission lumineuse

D’une manière générale : TL = 0,03 ..0,04

Pouvoir isolant

Le coefficient U d’un double vitrage clair standard (remplissage air) peut diminuer de près de 35 % grâce au déploiement de la protection.

Les stores vénitiens

Description

Des lames orientables sont montées horizontalement à l’intérieur du double vitrage.

Facteur solaire

D’une manière générale : FS associé à un double vitrage = .. 0,17 ..
Le degré de protection dépend de l’inclinaison des lames par rapport aux rayons du soleil.
Exemple :

Pouvoir isolant

Lorsque les lamelles sont orientées en position verticale, le coefficient U d’un double vitrage peut diminuer de 20 à 30 % (en fonction de la couleur des lamelles) grâce à la protection. Une orientation des lames à 45° réduit ce gain de moitié.

Moduler la protection par rapport aux besoins

Contrairement aux stores vénitiens extérieurs ou intérieurs, les stores vénitiens intégrés ne peuvent être remontés. La modulation de la protection est réalisée uniquement par l’orientation des lamelles.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Acoustique et vitrage

L’indice d’affaiblissement acoustique pondéré Rw

La capacité d’un vitrage à empêcher la transmission des sons aériens provenant de l’extérieur est évaluée par son indice d’affaiblissement acoustique appelé R (dB). Celui-ci est obtenu en laboratoire et correspond pour chaque bande d’octaves à la différence entre les niveaux de pression acoustique régnant dans les locaux d’émission et de réception.

En reportant, pour chaque bande d’octaves, les valeurs de l’indice d’affaiblissement acoustique dans un graphique, on obtient le spectre d’isolation acoustique d’un vitrage.

On peut voir que l’affaiblissement acoustique d’un vitrage est assez complexe puisqu’il varie en fonction de la fréquence.
C’est pourquoi, pour caractériser la qualité acoustique d’un vitrage, on utilise un coefficient unique défini dans la norme européenne EN-ISO 717 : l’indice d’affaiblissement pondéré Rw.

Comment définir Rw ?

La norme définit une courbe type de référence donnée dans le graphe ci-dessous.

Courbe de référence ISO 717.

Cette courbe est superposée au spectre d’isolation acoustique du vitrage et est progressivement abaissée (par pas de 1 dB) jusqu’à ce qu’elle « colle » avec la caractéristique R (le spectre d’isolation) calculée ou mesurée en laboratoire.
Elle « colle » lorsque l’écart défavorable moyen (que l’on calcule en divisant la somme des écarts défavorables par 16, le nombre total de bandes de fréquence du spectre) approche 2 sans le dépasser. À ce moment, on lit la valeur de la courbe à 500 Hz : c’est la valeur Rw du vitrage.

Exemple.

Prenons les mesures du simple vitrage de 4 mm. La courbe de référence a été décalée jusqu’à ce que l’écart défavorable soit de 2 dB.

On caractérisera ce vitrage par un indice Rw de 32 dB (valeur à 500 Hz).

Remarque : les performances d’un vitrage in situ sont toujours inférieures à celles obtenues en laboratoire.

La valeur d’affaiblissement acoustique complète d’un vitrage : Rw (C;Ctr)

Le concept d’indicateur à valeur unique doit être considéré avec prudence !

En effet, les performances acoustiques d’un vitrage peuvent s’avérer être très faibles pour certaines fréquences.

On remarque, par exemple, que l’isolation acoustique que procure un double vitrage est relativement mauvaise à la fréquence critique des feuilles de verres (3 200 Hertz) et dans les basses et moyennes fréquences (bruit de trafic lent). Ce deuxième puits de résonance s’explique par le fait que le double vitrage se comporte comme un système acoustique du type MASSE/RESSORT/MASSE. La lame d’air jouant le rôle de ressort, son épaisseur est généralement trop faible pour créer un ressort suffisamment souple et le système fait entrer le verre en résonance.
Ainsi, la valeur de l’affaiblissement annoncée par l’indice Rw n’est plus représentative des performances du vitrage à ces fréquences.

La norme a donc mis en place deux facteurs correctifs à appliquer à l’indice Rw pour corriger sa valeur lorsque le vitrage est en présence :

d’un bruit rose (hautes et moyennes fréquences) : Rw + C
d’un bruit de trafic (basses et moyennes fréquences) : Rw + Ctr

La valeur d’affaiblissement acoustique complète d’un vitrage est donc donnée par : Rw (C;Ctr)

Exemple.

Un double vitrage ordinaire clair (4/15air/4) est caractérisé par un indice d’affaiblissement acoustique : 30(- 1; – 4).
Cela signifie que, en cas de bruits courants, l’affaiblissement Rw vaut 30 dB.
Par contre en présence de sources de bruit comprenant des hautes fréquences, par exemple un trafic routier rapide, les performances du vitrage ne sont plus que de 29 dB (Rw + C) et en présence de trafic urbain lent caractérisé par des basses fréquences l’indice d’affaiblissement acoustique descend à 26 dB (Rw + Ctr).

Le tableau suivant donne des exemples de choix d’adaptation pour déterminer l’indicateur à valeur unique à utiliser en fonction de l’origine du bruit.

Source de bruit	Type « trafic rapide » Rw + C	Type « trafic « lent » Rw + Ctr
Jeux d’enfants	XXX
Activités domestiques (conversations, musique, radio, télévision)	XXX
Musique de discothèque		XXX
Trafic routier rapide (> 80 km/h)	XXX
Trafic routier lent (p.ex. : trafic urbain)		XXX
Trafic ferroviaire de vitesse moyenne à rapide	XXX
Trafic ferroviaire lent
Trafic aérien (avion à réaction) de courte distance	XXX
Trafic aérien (avion à réaction) de longue distance		XXX
Avions à hélices		XXX
Entreprises produisant un bruit de moyennes ou hautes fréquences	XXX
Entreprises produisant un bruit de moyennes ou basse fréquences		XXX

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir le pare-vapeur pour le plancher des combles

Isoler le plancher des combles, pare-vapeur.

concevoir

Le choix du pare-vapeur se fait comme pour une toiture neuve.

Remarque.

Il est parfois impossible de poser correctement le pare-vapeur. C’est le cas, par exemple, lorsque l’on pose l’isolant entre les gîtes par le haut sans toucher à la finition du plafond. Alors, la sous-toiture et la couverture devront être réalisées à l’aide de matériaux qui permettent de se passer de pare-vapeur et cela en tenant compte de la classe de climat intérieur.

On veillera cependant toujours à vérifier l’étanchéité à l’air de la finition intérieure.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Mesurer l’étanchéité d’un bâtiment

La mesure de pressurisation – Taux de ventilation à 50 Pa

En Belgique, les règles pour obtenir un essai de pressurisation de qualité et conforme sont décrites par la STS-P 71-3 : Étanchéité à l’air des bâtiments, Essai de pressurisation qui est publiée par le SPF Économie, P.M.E., Classes moyennes et Énergie.

La mesure de pressurisation consiste à mesurer le débit d’air qui s’infiltre à travers les différentes ruptures d’étanchéité des parois du bâtiment (mauvaise jonction des isolants, prises électriques, jonction mur/menuiserie, …). Cette mesure est en passe de devenir essentiel, en effet les bâtiments sont de plus en plus efficaces énergétiquement et la part des coûts énergétiques due aux pertes par étanchéité à l’air des parois est proportionnellement plus importante.

Pour la mesure de pressurisation, on remplace une ou plusieurs des portes extérieures par un panneau comportant un ou plusieurs ventilateurs. On ouvre ensuite toutes les portes et fenêtres intérieures et on referme toutes les portes et fenêtres extérieurs.

Le local est alors mis en surpression ou dépression par injection ou aspiration de l’air dans le bâtiment.
En pratique, le débit du ventilateur (Q) est réglé de façon à établir une différence de pression entre l’intérieur et l’extérieur de 50 Pa.

Le résultat d’une mesure de pressurisation est caractérisé par la valeur n50 :

n₅₀ = Q₅₀/V

avec,

n50 = le renouvellement d’air pour une différence de pression de 50 Pa (1/h),
Q₅₀ = le débit d’air (m³/h) insufflé par le ventilateur pour une différence de pression de 50 Pa,
V = le volume du bâtiment (m³).

Taux de ventilation saisonnier moyen

Étant donné qu’une différence de pressions de 50 Pa sur un élément de façade ne se produit que par vent très fort, la valeur n₅₀ n’a pas directement de signification pratique. Le taux de ventilation réel d’un bâtiment est une fonction complexe de l’étanchéité à l’air globale, de la localisation des fuites et des conditions climatiques (vitesse et direction du vent, écart de températures entre l’ambiance intérieure et extérieure, … ).
En fait, on peut admettre la règle approximative suivante : le taux de ventilation saisonnier moyen de base s’élève à environ 1/20 du taux de ventilation n₅₀ mesuré. Cette proportion peut varier entre 1/10 et 1/30 suivant le cas.

Autre mesure

Il existe une seconde méthode pour mesurer l’étanchéité à l’air globale d’un bâtiment : la méthode du gaz traceur. Cette mesure permet de déterminer le débit de ventilation dans les conditions climatiques régnant au moment de la mesure (vent, température).

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Comportement au feu des matériaux

La classification

La réaction au feu d’un matériau de construction est l’ensemble de ses propriétés considérées en relation avec la naissance et le développement d’un incendie.

La norme française NF P92-501, la norme britannique BS 476 part 7, et la norme néerlandaise NEN 6067 décrivent des catégories décrivent des méthodes d’essai qui permettent de répartir les matériaux en catégories en fonction soit de leur sensibilité sous l’influence d’une source de chaleur (NF), soit de leur faculté à propager les flammes lorsqu’ils sont en position horizontale (BS et EN).

Les prescriptions

Le maître de l’ouvrage a toujours intérêt à prendre un maximum de précautions contre les risques d’incendie.

Dans certains cas, ces précautions sont obligatoires.

Les normes de base en matière de prévention contre l’incendie, auxquelles les bâtiments nouveaux doivent satisfaire depuis le 01 janvier 1998 sont l’A.R. du 07.07.1994, modifié par l’A.R. du 19.12.1997.

Elles ne concernent cependant pas les maisons unifamiliales, les bâtiments de moins de trois niveaux ayant une superficie totale inférieure ou égale à 100 m² et les bâtiments industriels.

Les bâtiments sont répartis en 3 catégories en fonction de la hauteur h entre le niveau fini du plancher de l’étage le plus élevé et le niveau le plus bas de la voirie entourant le bâtiment. Une toiture comprenant exclusivement des locaux techniques n’intervient pas dans le calcul de la hauteur.

Bâtiment élevé	h > 25 m
Bâtiment moyen	10 m < ou = h < ou = 25 m
Bâtiment Bas	h < 10 m

En ce qui concerne les bâtiments annexes (construction, auvent, encorbellement, avancée de toiture, …), si des façades vitrées les dominent, les matériaux superficiels de la couverture sont de classe A1 sur une distance d’au moins 8 m pour les bâtiments élevés et d’au moins 6 m pour les bâtiments moyens et bas.

Certains bâtiments ne sont soumis à aucune exigence.

Il s’agit :

des maisons unifamiliales ;
des bâtiments de moins de 100 m² comptant maximum deux étages ;
des bâtiments industriels ;
des travaux d’entretien.

Les membranes bitumineuses

Le comportement au feu des membranes bitumineuses est peu satisfaisant et varie suivant les produits.
Il dépend :

- de la présence ou non d’une protection en paillettes d’ardoise ;
- de la combustibilité spécifique de l’armature en polyester ;
- du pourcentage de charges minérales ;
- du type de bitume utilisé ;
- du comportement des liants à température élevée.

Aussi, pour améliorer le comportement au feu des membranes bitumineuses, des minéraux et des produits chimiques ont été mélangés au liant et les armatures ont été modifiées.

On a ainsi obtenu des membranes dites « ANTI-FEU« .

Les membranes synthétiques

On remarque que parmi les 13 sortes de membranes synthétiques reprises dans la NIT 151 du CSTC, seules quatre bénéficient d’un agrément technique ATG : PVC, EPDM, CPE et PIB. Parmi celles-ci, deux seulement sont utilisées de manière significative, un plastomère :

le PVC (12 % du marché belge), et un élastomère : l’EPDM (8 % du marché belge).

L’EPDM a un comportement peu satisfaisant au feu. Il existe cependant une qualité auto-extinguible (NO-FLAM) qui est un mélange d’élastomère avec des retardateurs de flammes.

Le PVC a un comportement satisfaisant au feu.

Les supports

Extrait de la NIT 215 du CSTC.

Si le feu provient de l’intérieur, c’est avant tout la résistance au feu du plancher de toiture qui est déterminante. Dans le cas d’une épaisse chape de béton, l’inflammabilité éventuelle des matériaux de toiture n’exerce que peu d’influence, voire aucune, sur l’évolution de l’incendie, sauf au droit des percements de toiture comme les coupoles et les évacuations d’air.

En présence de planchers de toiture en bois et en métal, l’inflammabilité de l’écran pare-vapeur, de l’isolation et de leurs adhésifs joue un rôle important. Il est préconisé, dans ce cas d’utiliser des matériaux ignifuges pour réaliser la finition du plafond.

Par ailleurs, la présence, sur des planchers de toiture à joints ouverts, de bitume fondu ou d’un isolant fondu peut occasionner une propagation rapide de l’incendie, celui-ci pouvant même gagner les autres bâtiments.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Concevoir la fenêtre dans le versant isolé

Exemples

Fenêtre dans toiture isolée entre chevrons ou fermettes

Contre latte.
latte.
Tuiles.
Solin au-dessus des tuiles à la base du châssis.
Raccord de la sous-toiture au châssis.
Partie mobile de la fenêtre.
Vitrage isolant.
Étanchéité en plomb ou chéneau encastré.
Raccord sous-toiture châssis.
Chéneau en amont de la fenêtre.
Isolation thermique.
Etanchéité à l’air et à la vapeur.
Volige de pied.
Partie fixe de la fenêtre.
Sous-toiture.
Chevron.
Finition intérieure devant espace technique.
Cadre isolant.

Fenêtre dans toiture « Sarking »

Chevron ou fermette.
Panneau isolant.
Isolation entre chevrons.
Raccord de la sous-toiture au châssis.
Contre latte.
Latte.
Latte d’arrêt.
Joint de mastic souple.
Volige de pied.
Couverture.
Support de finition.
Isolation de remplissage.
Ouvrant.
Dormant.
Bavette.
Chéneau en amont de la fenêtre.
Couloir métallique d’étanchéité.
Finition intérieure.
Cadre isolant.

Continuité de la fonction « couverture »

Raccord amont

Le raccord entre le châssis et la toiture est réalisé par une tôle pliée formant chéneau. Celle-ci est fournie avec le châssis. La tôle est supportée, par une volige de l’épaisseur des lattes, d’une part; elle est fixée au châssis d’autre part.
L’étanchéité entre la tôle et la toiture est assurée par la pente, celle entre la tôle et le châssis, par un raccord avec le capot de recouvrement de la traverse supérieure du dormant de la fenêtre. La tôle est parfois munie d’un joint souple d’étanchéité qui sera comprimé par les éléments de couverture.

Les eaux récupérées par le chéneau sont renvoyées latéralement vers les côtés du châssis.

Raccords latéraux

Ces raccords se font également par des tôles pliées, soit continues sur toute la hauteur du châssis, soit en plusieurs pièces. Elles sont supportées d’une part par les lattes, d’autre part par le châssis. La tôle est parfois munie d’un joint souple d’étanchéité qui sera comprimé par les éléments de couverture. L’étanchéité entre la tôle et le châssis est assurée par le capot de recouvrement des montants latéraux du dormant de la fenêtre.

Raccord aval

Le raccord se fait au moyen d’une tôle pliée (éléments de couverture plats) ou d’une bavette en plomb éléments de couverture ondulés) posées sur les éléments de couverture et épousant parfaitement leur forme. L’étanchéité entre la tôle ou la bavette et le châssis est assurée par le capot de recouvrement de la traverse inférieure du dormant de la fenêtre.

Continuité de la fonction « sous-toiture »

Cas d’une toiture avec sous-toiture

Une toiture isolée entre les chevrons ou fermettes est par exemple une toiture avec sous-toiture.

En partie supérieure, l’étanchéité entre la sous-toiture et le châssis est réalisée par une tôle pliée ou une membrane souple. Elle est placée sous la sous-toiture au-dessus du chevron, d’une part et contre le châssis (sous le raccord assurant la continuité de la fonction « couverture ») d’autre part.

Sur les côtés du châssis, le même principe est appliqué à la différence que la pièce de raccord est posée au-dessus de la sous-toiture.

A la base du châssis, aucun raccord n’est nécessaire sauf en cas de faible pente.

Cas d’une toiture sans sous-toiture

Une toiture « Sarking » est par exemple une toiture sans sous-toiture.

Une membrane souple est posée :

d’une part, sur le panneau isolant,
et d’autre part, sur tout le pourtour du dormant (sous le raccord assurant la continuité de la fonction « couverture »)

Cette membrane assure également l’étanchéité à l’air.

Au raccord amont, l’étanchéité est renforcée par une latte d’arrêt avec joint en mastic souple, fixée sur le panneau isolant. La latte légèrement en pente doit déborder latéralement du châssis pour évacuer les eaux de ruissellement.

Continuité de la fonction « isolation »

L’isolation doit être posée correctement jusque contre le châssis. Il ne peut pas y avoir de vide entre le châssis en bois et le matériau d’isolation. Pour y arriver, une isolation de remplissage est parfois nécessaire.

Continuité de la fonction « pare-vapeur » et « finition intérieure »

Le pare-vapeur éventuel doit être raccordé de manière étanche contre le châssis. Il en va de même de la finition intérieure de manière à supprimer tout risque de courant d’air à travers la toiture.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Faut-il ajouter une sous-toiture lors de l’isolation du versant existant ?

Lattes
Contre-lattes
Faut-il une sous-toiture ?
Isolant
Charpente
Pare-vapeur
Finition du plafond

On dispose d’une bonne sous-toiture

Une bonne sous-toiture possède les caractéristiques adéquates dont il est question ci-dessous, mais doit également être posée correctement.

De telles sous-toitures peuvent avoir été placées en prévision d’une isolation ultérieure en vue d’un aménagement des combles.

concevoir

Au cas où l’on dispose d’une bonne sous-toiture correctement posée, on peut poser l’isolant entre les chevrons et on procède comme pour une toiture neuve.

Les caractéristiques d’une bonne sous – toiture :

La sous-toiture doit être :

étanche à l’eau et résistante à l’humidité,
résistante au gel,
durable,
de préférence, ininflammable,
perméable à la vapeur,
de préférence, capillaire,
de préférence rigide.

Vu que l’on peut trouver beaucoup de matériaux répondant aux premières exigences, la qualité d’une sous-toiture se mesure surtout par sa réponse aux trois dernières exigences, à savoir :

La perméabilité à la vapeur

La sous-toiture doit être plus perméable à la vapeur que la finition intérieure sous l’isolant, car, même si la toiture est munie d’un pare-vapeur parfaitement mis en œuvre :

Le pare-vapeur peut être perforé par la pose d’équipements sans que l’on s’en rende compte.

Les matériaux et le bois en particulier peuvent contenir de l’humidité résiduelle.

La capillarité

Par effet « buvard », une sous-toiture capillaire permet de limiter, voir de supprimer « l’égouttement » en cas d’infiltration ou de condensation sur la sous-toiture froide (phénomène du sur-refroidissement).

Une sous-toiture micro-perforée n’est qu’une succession de pleins et de trous. Les pleins étant froids, une condensation s’y produira.
Une sous-toiture capillaire est préférable pour retenir l’eau en attendant qu’elle s’évapore !

La rigidité

Il existe des sous-toitures rigides, comme les plaques renforcées aux fibres organiques et des sous-toitures souples comme les membranes plastiques microperforées ou non.
Une sous-toiture rigide a, pour avantage, de :

permettre le contact entre elle et l’isolant et ainsi assurer une bonne étanchéité à l’air,
ne pas réduire le vide au-dessus de la sous-toiture sous la poussée de l’isolant,
diminuer la charge de vent sur les éléments de couverture,
ne pas produire de vibrations bruyantes par temps venteux.

Les exemples de « bonne » sous-toiture

Une sous-toiture de type fibres ciment-cellulose ou fibres de bois sont de bonnes sous-toitures : elles sont perméables à la vapeur, capillaires et rigides.

Les non-tissés en fibre de verre ou en matière synthétique représentent de bonnes sous-toitures si elles sont bien posées et que tous les autres composants de la toiture sont également correctement placés.

La sous – toiture doit être correctement posée

La sous-toiture doit être posée de manière continue et avec recouvrements entre les plaques ou les membranes.

Discontinuité dans la sous-toiture.

Il ne peut y avoir aucune perforation de la sous-toiture.

La sous-toiture doit aboutir à l’extérieur du bâtiment, dans la gouttière par exemple, sans créer de poches intérieures.

Mauvaise pose de la sous-toiture au niveau de la gouttière.

Il ne peut y avoir aucun obstacle qui empêche l’eau de couler sur la sous-toiture vers la gouttière.

Photo sous-toiture.

concevoir

A chaque interruption de la sous-toiture (cheminée, lanterneau, lucarne, …), les eaux infiltrées sous les éléments de couverture doivent être déviées vers la gouttière.

On dispose d’une bonne sous-toiture mais endommagée localement

La sous-toiture doit être réparée localement avant de poser l’isolant.

Suivant les sous-toitures, les méthodes de réparations locales varient. On sera toujours attentif à :

ne pas créer de poche de stagnation,
ramener l’eau sur la sous-toiture située en aval,
effectuer des réparations solides et stables dans le temps,
utiliser des matériaux compatibles avec la sous-toiture existante.

On ne dispose pas de sous-toiture

Faut-il en placer une par l’intérieur ?

Non !

En raison de la complexité de la méthode et du manque d’expérience dans le domaine, l’addition d’une sous-toiture à la toiture existante est, à ce jour, peu recommandée.

Par l’intérieur, il n’est quasiment pas possible de réaliser une sous-toiture continue entre chevrons.
Une interruption dans la sous-toiture donne lieu à un point préférentiel d’infiltration d’eau.

De plus, pour assurer correctement son rôle d’évacuation de l’eau, la sous-toiture doit aboutir à l’extérieur du bâtiment, dans la gouttière par exemple, sans créer de poches intérieures. Or en cas de rénovation sans retirer la couverture, le raccord correct de la sous-toiture à la gouttière est difficilement envisageable.

Comment raccorder la sous-toiture à la gouttière sans démonter la couverture ?

Volige
Lattes
Contre-lattes
Gouttière
Sous-toiture
Mur plein
Isolant.

En réalité, la seule bonne solution consiste à retirer la couverture et à placer une sous-toiture par l’extérieur.

Il existe une solution peu fiable qui consiste à ne pas placer de sous-toiture et à choisir un matériau isolant hydrophobe, non capillaire posé de manière parfaitement jointive afin, qu’en cas d’infiltration, l’eau ne stagne pas et ne pénètre pas dans l’isolant. On évite ainsi qu’il perde sa capacité isolante et qu’il se détériore.

Dans le cas d’une laine minérale, un pare-vapeur doit être posé de manière impeccable et faire office de coupe-vent (les effets du vent peuvent se faire sentir fortement dans une toiture).
Au cas où l’eau passerait en-dessous de l’isolation au travers d’un joint mal fermé, cette légère infiltration serait arrêtée par le pare-vapeur et sécherait par la suite.

Dans le cas d’une mousse de polystyrène, celui-ci remplit, à lui seul les fonctions de sous-toiture, d’isolant et de pare-vapeur.
Enfin, toujours pour éviter les infiltrations d’air, il est préférable de choisir une finition en plâtre plutôt qu’en lambris ou planchettes.

Une précaution … !

Pour isoler sans sous-toiture, les pentes minimales doivent être respectées. Il faut être absolument certain du bon état de la couverture : elle doit assurer à elle seule la fonction d’étanchéité de la toiture. Il faut régulièrement surveiller tout envol ou rupture d’une tuile ou d’une ardoise, car lorsque les dégâts sont visibles à l’intérieur, il est souvent trop tard.

Autrement dit, cette solution n’est pas sans risque et doit être évitée ! En effet, il est difficile de contrôler toute pénétration d’eau (en cas d’intempérie, …), et si cette pénétration d’eau était sans conséquence néfaste avant l’isolation de la toiture, celle-ci pourrait endommager toute la finition intérieure de même que la charpente après isolation.

Remarque : le texte ci-dessus est inspiré d’un texte non officiel et non publié : Toiture inclinée – Questions techniques – Placement d’une sous-toiture en rénovation / Guichets de l’Énergie d’Ottignies / Août 1995. Il a été écrit suite à une étude faites sur le sujet par le Guichet de l’Energie d’Ottignies.

On ne dispose pas d’une bonne sous-toiture

On peut se trouver en présence d’une sous-toiture qui ne correspond pas aux caractéristiques d’une « bonne » sous-toiture. Il peut s’agir de feuilles de matière synthétique (micro-perforées ou non), de papier bitumé ou de papier revêtu d’une feuille d’aluminium ou synthétique, de membranes bitumineuses, etc.

Si la sous-toiture est trop peu perméable à la vapeur, il faut placer un pare-vapeur plus efficace sous l’isolant.

Question ?

Peut-on percer une sous-toiture existante pour augmenter sa perméabilité à la vapeur ?

c’est inutile, la condensation se fera sur la sous-toiture autour des trous,
il y a risque d’infiltration par les trous,
il y a risque de courant d’air sous la sous-toiture.

On dispose d’un voligeage

Le voligeage n’est pas considéré comme une sous toiture étanche.

On devra alors enlever la couverture et poser sur le voligeage une sous-toiture souple mais perméable à la vapeur et capillaire, et replacer la couverture après pose de contre-lattes et de lattes.

concevoir

Ensuite, on placera l’isolant par l’intérieur entre les chevrons comme on le ferait pour une nouvelle toiture.

Pare-vapeur
Chevron ou fermette (existant)
Voligeage (existant)
Sous-toiture
Contre-latte
Latte
Couverture
Gouttière (existante)

Initialement, la gouttière est fixée sur le voligeage. La sous-toiture que l’on vient poser sur le voligeage aboutira donc généralement correctement dans la gouttière.

On peut aussi choisir de ne pas poser de sous-toiture mais cette solution présente des risques.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir le modèle d’isolation pour le plancher des combles

Cas d’un plancher lourd

La composition du plancher existant n’a pas d’influence sur le choix du modèle d’isolation.

Cependant, l’isolation sous le plancher lourd étant à éviter, tous les autres modèles vont surélever le plancher avec toutes ses conséquences : diminution de la hauteur sous toiture; diminution de la hauteur des baies (portes); selon la disposition, nécessité d’une marche supplémentaire …

Schéma l'isolation sous le plancher lourd.

concevoir

Cette contrainte mise à part, le choix du modèle avec aire de foulée,ou sans, se fait donc comme pour une toiture neuve.

Cas d’un plancher léger

Le choix du modèle d’isolation se fait en fonction des différents critères ci-dessous. C’est au concepteur de décider ceux qui sont prioritaires.

L’efficacité énergétique
La composition et l’état du plancher existant + besoin ou non d’un pare-vapeur + besoin ou non d’une aire de foulée
La régularité de l’entredistance entre les gîtes
Le besoin de disposer d’un espace technique important
La régularité du support de l’isolant

L’efficacité énergétique

L’efficacité énergétique de l’isolation d’un plancher de comble dépend évidemment de l’épaisseur et du coefficient de conductivité thermique (λ) de l’isolant.

Elle dépend aussi de la continuité de l’isolant. Ainsi une isolation posée entre gîtes de 4 cm d’épaisseur écartés de 36 cm ne couvre que 90 % du plancher, le reste étant couvert par les gîtes nettement moins isolants.

Un modèle où l’isolant couvre l’ensemble du plancher sans discontinuité, tel qu’un matelas de laine minérale qui enveloppe l’ensemble du plancher ou un isolant posé au-dessus du plancher,est donc plus efficace au niveau énergétique.

La composition et l’état du plancher léger existant + besoin ou non d’un pare-vapeur + besoin ou non d’une aire de foulée

Selon le modèle d’isolation, l’isolant se pose par le haut (sur le plafond de l’étage inférieur) ou par le dessous du plancher. Le modèle se choisit donc en fonction de la composition existante du plancher ou des éléments du plancher que l’on veut garder visibles.

Le pare-vapeur devant être posé sous l’isolant, la nécessité d’en poser un, détermine aussi le choix du modèle.
Enfin, si l’on souhaite une aire de foulée, il faut adapter le modèle pour pouvoir la supporter.

Choix du modèle d’isolation en fonction de la composition du plancher existant

Plancher existant

Plancher sans aire de foulée, avec plafond.

Plancher avec aire de foulée, sans plafond.

Plancher avec aire de foulée et plafond.

Modèle sans pare-vapeur

Modèle initial :
Plancher sans aire de foulée, avec plafond	Plancher avec aire de foulée, sans plafond	Plancher avec aire de foulée et plafond
On ne rajoute pas d’aire de foulée :	Matelas semi-rigide entre gîtes. Ou éventuellement, panneaux rigides de mousse synthétique.	Panneaux de semi-rigide, panneaux rigides ou flocons entre gîtes. L’aire de foulée est retirée puis replacées après pose de l’isolant.
Panneaux semi-rigide, panneaux rigides ou flocons entre gîtes. Matelas isolant souple recouvrant le plafond en contournant les gîtes
On rajoute une aire de foulée :
Panneaux semi-rigide, panneaux rigides ou flocons entre gîtes.

Modèle avec pare-vapeur

Modèle initial :

Plancher sans aire de foulée, avec plafond

Plancher avec aire de foulée,
sans plafond

Plancher avec aire de foulée
et plafond

On ne rajoute pas d’aire de foulée :

Matelas souples à languettes entre gîtes.

On ne rajoute pas d’aire de foulée :

Panneaux isolant souple, semi-rigide ou rigide posé au-dessus d’un support.
On pose un plancher destiné à supporter l’isolant, le pare-vapeur est déroulé sur le plancher, l’isolant est posé sur le pare-vapeur.

Panneaux isolant souple, semi-rigide ou rigide posé au-dessus du plancher

On rajoute une aire de foulée :

Isolation semi-rigide entre lambourdes au-dessus du plancher ou panneaux rigides au-dessus du plancher

La régularité de l’entredistance entre les gîtes

Les modèles utilisant les matelas à languettes (exemple : matelas à languettes entre les gîtes sans aire de foulée) ne conviennent pas pour les planchers à structure irrégulière car les rouleaux d’isolant ont des largeurs standards.

Les modèles utilisant des panneaux semi-rigides, rigides ou des flocons, par contre, s’adaptent bien à des structures irrégulières.

Découpe d’un panneau semi-rigide pour adapter sa largeur.

On découpe le panneau suivant la diagonale.
On fait glisser les moitiés pour diminuer la largeur.
ou
On fait glisser les moitiés pour augmenter la largeur.
Enfin, on enlève les pointes qui dépassent.

Le besoin de disposer d’un espace technique important

Les modèles où l’isolant est posé par-dessus le plancher (Exemple : isolation entre lambourdes au-dessus du plancher avec aire de foulée) permettent de profiter de l’espace entre les gîtes comme gaine technique.

Ces modèles d’isolation surélèvent le plancher avec toutes ses conséquences : diminution de la hauteur sous toiture, diminution de la hauteur des baies (portes), selon la disposition, nécessité d’une marche supplémentaire…

Schéma modèles où l'isolant est posé par-dessus le plancher.

La régularité du support de l’isolant

Les modèles qui utilisent des panneaux de laine souple ou semi-rigide ou des flocons permettent de rattraper des irrégularités plus ou moins fortes de la surface de support de l’isolant.

Les modèles qui utilisent les panneaux rigides nécessitent un support relativement plane.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Protections extérieures


Brise-soleil.	Stores vénitiens.	Stores enroulables.

Les brise-soleil

Description

Les brise-soleil sont composés généralement de lames en aluminium disposées sur un châssis. La position de la protection peut être :

Horizontale, perpendiculaire au plan de la fenêtre, pour les fenêtres orientées au sud,
verticale, perpendiculaire au plan de la fenêtre pour les fenêtres orientées à l’est ou à l’ouest,
parallèle au plan de la fenêtre, soit directement devant la fenêtre (on peut parler dans ce cas de claustra), soit écartée de celle-ci.

La combinaison des possibilités précédentes est envisageable.

Facteur solaire

FS associé à du double vitrage clair = .. 0,09 .. lorsque le vitrage est complètement ombré.

Transmission lumineuse et éblouissement

Contrairement aux protections déployées devant les vitrages, la vue du monde extérieur reste pratiquement inchangée. La pénétration de lumière à l’intérieur du local reste importante. En effet la composante réfléchie (par le sol et les bâtiments voisins) de la lumière du soleil n’est pratiquement pas interceptée tandis que les lames diffusent une partie de sa composante directe.

L’éblouissement, par vue directe du soleil ou par réflexion du rayonnement solaire par l’environnement, n’est cependant pas maitrisable à toute période de l’année.

Pouvoir isolant

Un brise soleil ne permet pas d’augmenter le pouvoir isolant de la fenêtre.

Moduler la protection par rapport aux besoins

Le degré de protection 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.

Exemple : la figure ci-dessous représente la protection réalisée par un brise-soleil horizontal, pour une fenêtre orientée au sud, au mois de juin, à 16 h.

Une protection adéquate ne pourra être obtenue que grâce à 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. Une amélioration de la situation peut être obtenue par une combinaison de protections horizontale et verticale. Il est à noter qu’il est possible de rendre amovibles des parties entières de la protection pour s’adapter aux conditions. Cependant cette solution n’est guère souple et généralement coûteuse car non standard.

Concevoir

Pour obtenir une méthode de dimensionnement des protections fixes.

Possibilité de ventilation naturelle des locaux

Les brise-soleil autorisent tout à fait la ventilation naturelle des locaux grâce à l’ouverture des fenêtres.

Résister aux contraintes mécaniques et à l’encrassement

Les brise-soleil sont prévus pour résister aux charges du vent et des autres perturbations atmosphériques. Un entretien minimum est indispensable sous peine de voir l’aluminium perdre ses caractéristiques esthétiques. En principe, les systèmes sont résistants à la corrosion.

Placement possible en rénovation sur une fenêtre existante

Le placement de brise-soleil est technologiquement possible en rénovation. Cependant le projet devrait être prévu dès la conception du bâtiment puisque la structure architecturale du bâtiment se trouve modifiée.

Intimité des occupants

Les protections qui ne se déploient pas devant les fenêtres ne peuvent soustraire au regard l’intérieur des locaux. Si l’intimité des occupants devient un objectif primordial, ce type de protection doit être installée sous forme de claustra.

Les stores vénitiens à lamelles

Description

Les stores vénitiens extérieurs sont composés de lamelles généralement en aluminium. L’ensemble du store peut être remonté et les lamelles peuvent être orientées grâce à un système de câbles ou de chaînes.

Facteur solaire

FS associé à du double vitrage clair = .. 0,08 ..
La protection dépend de l’orientation donnée aux lamelles.

Transmission lumineuse

L’orientabilité des lamelles permet une variation de la transmission lumineuse. Selon l’inclinaison, les réflexions entre lamelles permettent alors un éclairage naturel du local plus ou moins important tout en protégeant les occupants du rayonnement direct du soleil.

Une orientation judicieuse des lames favorisera une répartition plus équitable de la lumière dans les locaux, diminuant l’éblouissement auprès des fenêtres et diffusant la lumière à l’intérieur (figure ci-contre).

La réflexion de la lumière par les lamelles dépendra du type et de la couleur du matériau de surface utilisé (réflexion spéculaire ou diffuse).
À titre d’exemple : la transmission lumineuse au travers d’un double vitrage clair muni de stores à lamelles inclinés à 45° varie entre 5 % (couleur sombre des lamelles) et 10 % (couleur clair).

Pouvoir isolant

L’inétanchéité de la protection supprime souvent tout effet d’isolation supplémentaire.

Moduler la protection par rapport aux besoins

La modulation de la protection est la propriété principale des stores à lames orientables. L’adaptation aux besoins peut se faire tant par retrait (latéral ou vertical en fonction du type de store) que par inclinaison des lamelles.

La manipulation des protections peut être réalisée grâce à des manivelles ou peut être motorisée, ce qui en facilite l’utilisation. Une automatisation est également possible.

Possibilité de ventilation naturelle des locaux

L’ouverture des fenêtres lorsque les stores sont abaissés ne pose pas de problème :

La position extérieure laisse toute liberté à l’ouvrant.
La résistance mécanique de la protection anti-tempête (patins latéraux) rend le système insensible aux courants d’air éventuels.

Résister aux contraintes mécaniques et à l’encrassement

Les extrémités des lamelles peuvent être munies de patins coulissant dans deux rails latéraux. Cette disposition confère à l’ensemble une bonne résistance mécanique, notamment aux vents. Cependant, les grands vents peuvent provoquer une vibration des lames et un bruit important. Certains produits possèdent également un système antivol de verrouillage en position fermée.

Placement possible en rénovation sur une fenêtre existante

Le store, en position remontée, occupe une place non négligeable (15 à 40 cm). Son placement devant une fenêtre existante fera donc perdre une partie de sa surface utile lorsque le store n’est pas abaissé. Pour éviter cet inconvénient, il est possible de fixer le dispositif devant le linteau.

En tout état de cause, l’aspect extérieur du bâtiment se verra modifié.

Vision au travers et intimité des occupants

En fonction de l’orientation des lamelles, il est souvent possible de conserver une vue de l’intérieur vers l’extérieur tout en limitant les indiscrétions.

Les stores en toiles enroulables (screen)

Description

Les stores enroulables sont composés d’une toile qui se déploie devant la fenêtre. La protection est complètement amovible.

Généralement seules les extrémités de la partie inférieure de la toile coulissent soit dans des rails latéraux, soit le long de câbles tendus.

La manipulation des stores se fait depuis l’intérieur des locaux au moyen de manivelles. Elle peut être motorisée et automatisée.

Facteur solaire

FS associé à du double vitrage clair = 0,05 .. 0,15

Le degré de protection dépend du coefficient d’ouverture, du type de maillage (les spécialistes distinguent le sergé du natté) et de la couleur de la toile.

Transmission lumineuse

D’une manière générale : TL : 0,04 .. 0,26 pour le store seul

Tout comme le facteur solaire, la transmission lumineuse dépend du coefficient d’ouverture ainsi que de la teinte du store. Plus la protection sera claire, plus sa transmission lumineuse sera importante.

Pouvoir isolant

Le pouvoir isolant d’une fenêtre peut être augmenté par la présence d’un store extérieur (amélioration du coefficient U de la fenêtre jusqu’à 20 %).

Tout dépendra cependant de la perméabilité du store. De plus, son déploiement durant la nuit implique sa résistance aux conditions hivernales (vent, pluie, …) et au vandalisme. L’efficacité dépend d’une collaboration totale des occupants ou une automatisation intégrant les différents paramètres atmosphériques.

Moduler la protection par rapport aux besoins

La protection par store enroulable est par définition modulable. En fonction de la saison ou de l’heure de la journée, le store peut être abaissé ou relevé partiellement ou entièrement en fonction des besoins en apports solaires. 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.

Possibilité de ventilation naturelle des locaux

L’ouverture des fenêtres reste physiquement possible lorsque le store est baissé. Cependant, les courants d’air engendrés par une ventilation naturelle importante risquent de détériorer rapidement la protection.

Résister aux contraintes mécaniques et à l’encrassement

Les stores enroulables extérieurs sont sensibles au vent.

Leur tenue mécanique n’est généralement plus garantie lorsque la vitesse du vent est supérieure à environ 10 m/s (36 km/h).

Placement possible en rénovation sur une fenêtre existante.

Vision au travers et intimité des occupants

Les stores extérieurs modifient la vue de et vers l’intérieur de la pièce.

Pour les stores enroulables de type toile (screen), cette propriété dépendra à la fois de la couleur et du coefficient d’ouverture de la toile : à même coefficient d’ouverture, une toile foncée permettra une meilleur vue au travers. A même couleur, une toile avec un coefficient d’ouverture plus élevé permettra une meilleure vue au travers.

Exemple : vues au travers de différentes protections solaires enroulables de type « toile »

	Vue au travers de jour depuis l’intérieur	Vue au travers de nuit depuis l’extérieur
Noir Coefficient d’ouverture (C.O.) : 3.3
Noir C.O.:19.8
Blanc C.O. :4.3
Blanc C.O. :12.1

Source : Projet PROSOLIS UCL-CSTC financé le SPW). Publié dans CSTC Contact 2014/3. Outil d’aide au choix des protections solaires disponible sur :

www.prosolis.be.

Les éléments architecturaux, les auvents, les stores ou volets projetés à l’italienne

Ces divers types de protection associent les propriétés des brise-soleil et des stores enroulables. Nous ne décrirons donc ici que leurs caractéristiques les plus marquantes.

Les éléments architecturaux

Les éléments architecturaux sont des éléments fixes intégrés dans la structure du bâtiment comme, par exemple, des surplombs.

Par définition, ils doivent être projetés dès la conception du bâtiment. Leur utilisation en rénovation est donc extrêmement limitée.

Leur performance est semblable aux brise-soleil, certaines configurations pouvant être conçues pour favoriser la transmission de la lumière naturelle à l’intérieur des locaux.

Les auvents

Les auvents (appelés aussi marquises ou tentes solaires) sont des toiles enroulables déployées à l’horizontale.

Ils offrent une protection tout à fait variable en fonction des besoins mais sont sensibles au vent.

Les stores ou volets projetés à l’italienne

Ces systèmes permettent de combiner les propriétés des protections enroulables verticales et des protections horizontales.

L’emploi de volets peut contribuer à l’isolation nocturne de l’enveloppe pour autant qu’ils soient étanches lors de leur fermeture (réduction jusqu’à 20 % des déperditions par le vitrage).

Les volets joueront également un rôle de protection face aux intrusions et vandalisme (suppression de la vue vers l’intérieur).

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Condensation interne par diffusion de vapeur

La condensation interne, c’est-à-dire au sein d’un élément de construction, se produit si, à un endroit de cet élément, la pression de vapeur réelle devient égale à la tension de saturation correspondant à la température régnant à cet endroit. Ce phénomène résulte des différences de pression de vapeur et de température de part et d’autre de ou dans l’élément.

La diffusion de vapeur et condensation

Tout comme la chaleur qui se déplace des zones de température plus élevée vers les zones de température plus basse, la vapeur d’eau se déplace des zones à forte concentration en vapeur vers les zones à faible concentration en vapeur. On parle de diffusion de vapeur.

Quand on considère un bâtiment, il existe toujours une différence de pression de vapeur entre l’intérieur et l’extérieur à l’intérieur, on exerce des activités diverses produisant de l’humidité (production de vapeur par les occupants, plantes, lessive, cuisson, nettoyage) augmentant ainsi la quantité de vapeur d’eau contenue dans l’air. En hiver la pression partielle de vapeur intérieure est supérieure à celle correspondant au climat extérieur. La diffusion crée, dans ce cas, un flux de vapeur à travers la paroi, de l’intérieur vers l’extérieur.

Schéma principe diffusion de vapeur et condensation.

Il se produira donc de la condensation interne dans une paroi s’il y a une différence de température et de pression de vapeur dans cette paroi et que, localement, la pression de vapeur est égale à la tension de saturation.

La condensation interne par diffusion de vapeur a pour effet de créer dans la construction des zones mouillées en permanence et donc une perte d’isolation thermique et, éventuellement, une dégradation des parois (apparition de moisissures,…).

Contrairement à la condensation de surface, la condensation interne n’est pas visible directement.

Risque principal

L’air chaud à une plus grande capacité à contenir de la vapeur d’eau. En hiver, la pression de vapeur résultante est souvent supérieure à l’intérieur qu’à l’extérieur. Ce différentiel de pression de vapeur engendre, comme nous venons de le voir, une migration de vapeur par diffusion vers l’extérieur. Au fur et à mesure qu’elle traverse les différents matériaux constituant l’enveloppe, la vapeur se rapproche de l’extérieur et se refroidit progressivement. Si la température du point de rosée est atteinte, la vapeur se condense. On parle alors de condensation d’hiver. L’humidité peut dégrader les matériaux et avoir des conséquences sur la durabilité de la paroi et de ses performances ainsi que sur le confort et la santé des habitants.

Si on veut éviter la condensation interne dans une paroi constituée de plusieurs couches de matériaux différents (pour lesquels le risque de condensation interne apparait derrière, ou dans, l’isolant voire, dans le voisinage de la paroi porteuse (par exemple une maçonnerie plus froide), il faut que la perméabilité à la vapeur de ceux-ci augmente de l’intérieur vers l’extérieur.

Si ce n’est pas possible (par exemple avec certaines techniques d’isolation par l’intérieur), il faut poser un pare-vapeur du côté chaud de la paroi pour provoquer une chute de la pression de vapeur avant l’isolant.

Les outils de validation classiques (statiques) conduisent presque systématiquement à placer une membrane étanche à la vapeur (et à l’air) du côté chaud de la paroi en cas d’isolation par l’intérieur. Cependant, cette solution n’est pas toujours la meilleure comme le montre le paragraphe suivant.

Risque de condensation en hiver s’il n’y a pas de membrane pour réguler la vapeur …

Photo : J. Lstiburek in Isolation thermique par l’intérieur des murs existants en briques pleines – SPW 2011.

Remarque : dans une paroi constituée d’un seul matériau, il n’y a pas de risque de condensation interne.

Risque secondaire

En été et au printemps, la température et l’humidité relative de l’air extérieur sont parfois plus élevées qu’à l’intérieur, la pression de vapeur peut donc être plus élevée à l’extérieur qu’à l’intérieur (entrainant un flux d’humidité vers l’intérieur). L’humidité présente dans les matériaux de la paroi a alors tendance à migrer vers l’intérieur. Si elle est bloquée par une éventuelle membrane, la vapeur qui migre vers l’intérieur ne peut alors plus s’évaporer vers l’intérieur. Au contraire, elle peut condenser en arrivant contre celle-ci. (Au final, c’est le potentiel de séchage du mur qui est affaibli, et l’humidité risque alors de s’accumuler).

On parle alors de « condensations d’été ». Elles apparaissent entre la membrane et l’isolant provoquant alors une perte de performance de l’isolant humidifié et des risques de moisissures s’il y a du bois ou des matériaux organiques dans cette couche du mur.

Pour éviter ce problème, on place des membranes dites « intelligentes », aussi appelées à mu variable, qui permettent de réduire ce type de risque.

Risque de condensation internes en été si une membrane empêche trop la migration de vapeur vers l’intérieur.

Exemple de moisissures à l’arrière de la membrane de régulation.

Photo : Künzel in Isolation thermique par l’intérieur des murs existants en briques pleines – SPW 2011.

Évaluation par méthode statique : le cas de la toiture plate avec couverture bitumineuse

Ce type de couverture est pratiquement étanche à la vapeur d’eau et se trouve du côté extérieur de l’isolation. L’apparition de condensation interne entre l’isolation et la couverture est donc possible. Toutefois, si la structure portante offre suffisamment de résistance à la diffusion de vapeur et si la différence de pression de vapeur entre l’intérieur et l’extérieur est celle que l’on trouve normalement dans les habitations, la formation de condensation reste limitée et ne conduit pas à des problèmes.

Pour déterminer s’il y a risque d’apparition de condensation interne, il faut déterminer les températures au droit de chaque plan de séparation entre couches. A chacune de ces températures correspond une tension de vapeur maximale. On en déduit l’évolution de la tension de vapeur maximale. Si cette courbe coupe celle de l’évolution de la pression de vapeur, il y a condensation.

Dans l’exemple calculé ci-après, nous voyons que la courbe de la tension de saturation (qui a la même allure que celle de l’évolution de la température) coupe la courbe de pression de vapeur.

Caractéristiques des matériaux	d(m)	λ(W/(m x K))	μ (-)
C1 : Roofing	0,01	0,17	2 000
C2 : Mousse PUR	0,05	0,03	30
C3 : Béton de pente	0,10	0,35	10
C4 : Béton	0,12	2,00	70
C5 : Enduit	0,015	0,70	20

Conditions limites	Extérieur	Intérieur
θ (C°)	0	20
Φ (%)	90	50
P_v (Pa)	550	1 170

avec R_t = 2,27 m² x K/W.

Exemple :

avec, (μd)_t = 31,2 m/s

Exemple :

La situation représentée ci-dessus n’est toutefois pas possible du point de vue des lois physiques. En effet, la pression de vapeur dans la zone de condensation serait supérieure à la pression de saturation, ce qui est impossible.

On peut démontrer que dans le cas de condensation interne, l’évolution physiquement correcte de la pression de vapeur est donnée par la tangente du point (Z_t, p_vi) à la courbe de saturation et la tangente du point (0, p_ve) à la courbe de saturation.

Exemple.

1. Considérons la paroi suivante :

Enduit extérieur.
Maçonnerie.
Isolation.
Enduit intérieur.

2. Déterminons l’évolution de la pression de vapeur dans le système d’axes (Z,p_v) :

3. Déterminons l’évolution de la température dans la paroi en régime stationnaire; on en déduit ensuite la courbe la tension de saturation.

4. Évolution de la pression de vapeur réelle (tracer les tangentes) :

La quantité de condensat par plan de condensation est donnée par la différence d’inclinaison entre les tangentes entrante et sortante de pression de vapeur. S’il n’y a qu’un seul plan de condensation, on peut écrire :

Cette approche, est appelée méthode de Glaser; elle est un outil intéressant pour l’étude des détails de construction du point de vue de la physique du bâtiment mais très restricteur car elle conduit souvent à placer des membranes très étanches à la vapeur sans tenir compte du risque secondaire associé. Elle ne permet pas non plus de valider l’intérêt de membrane dite intelligente.

Cas 2 : Influence de la position du pare-vapeur sur le risque principal de condensation interne

La position du pare-vapeur dans un élément de construction est très importante. Le pare-vapeur joue un rôle identique à celui de l’isolant thermique dans l’évolution de la température. La paroi est divisée en deux zones bien distinctes : celle du côté extérieur du pare-vapeur réagissant à la pression de vapeur extérieure et celle du côté intérieur du pare-vapeur réagissant à la pression de vapeur intérieure. Pratiquement toute la différence de pression de vapeur entre l’intérieur et l’extérieur se situe donc au droit du pare-vapeur.

Prenons comme exemple une paroi homogène offrant une certaine résistance thermique.

Cet élément ne donnera pas lieu à de la condensation interne. L’évolution de la tension de vapeur réelle (courbe p ci-dessous) reste en tout point inférieure à la tension de vapeur maximale (courbe p_vs).

Si la face extérieure reçoit une finition très imperméable à la vapeur, la courbe p_vs reste identique puisque l’évolution de la température ne change pas, mais l’évolution de la pression de vapeur (courbe p_v) change.
Il y aura condensation interne juste derrière la couche pare-vapeur.

La pose d’une couche étanche à la vapeur, du côté intérieur, remédie à la situation. La tension de vapeur maximale (p_vs) reste toujours supérieure à l’évolution de la pression de valeur réelle (p_v).
Cet exemple montre que la couche pare-vapeur doit toujours se trouver du côté chaud de l’élément de construction.

Cas 3 : Influence de la position de l’isolation sur le risque principal de condensation interne

Prenons le même exemple et examinons la position de la couche d’isolation. La résistance à la diffusion de vapeur de l’isolation est considérée comme négligeable par rapport à celle du reste de la paroi.

Ce qui change, c’est la tension de vapeur maximale puisque la présence de l’isolation influence l’évolution de la température dans la paroi.

Si l’isolation se trouve du côté intérieur, la tension de vapeur calculée est supérieure à la tension maximale au droit de l’interface isolation-brique. Il en résulte une condensation interne.

La mise en œuvre d’un pare-vapeur efficace du côté intérieur peut remédier au problème.

La mise en œuvre de l’isolation du côté extérieur empêche également la formation de condensation interne pour autant que l’isolation ne reçoive pas une finition étanche à la vapeur.

Cas 4 : La condensation interne dans les châssis en bois

La condensation interne ne concerne que les châssis en bois, elle n’est pas à craindre dans d’autres types de châssis (Alu, PVC, polyuréthane….).

La condensation interne par diffusion de vapeur à travers le bois a pour effet de créer dans le châssis des zones mouillées en permanence et donc une perte d’isolation thermique et, éventuellement, une dégradation du châssis si elle n’est pas détectée à temps.

Contrairement à la condensation de surface, la condensation interne n’est pas facilement détectable directement.

Indice de présence de condensation interne ?

Un écaillage ou un cloquage de la peinture peut révéler la présence de condensation interne.

On vérifiera l’état du bois sous la peinture.

Il y a des risques de condensation interne lorsque la résistance à la diffusion de vapeur de la finition intérieure est inférieure à celle de la finition extérieure.
En effet, en période froide, la température à l’intérieur du châssis en bois diminue très régulièrement de l’intérieur vers l’extérieur. Par contre la pression de vapeur ne diminue que très lentement jusqu’à ce qu’elle atteigne la finition extérieure à partir de laquelle elle chute brusquement. Ainsi la pression de vapeur à l’intérieur de châssis risque de dépasser la pression de saturation. Il y a condensation.

Schéma condensation interne dans les châssis en bois.

pvs : pression de vapeur de saturation.
pv : pression de vapeur.

Cette situation se rencontre lorsque :

La finition intérieure a une perméabilité à la vapeur supérieure (le cas des finitions non filmogènes) à celle de la finition extérieure (le cas des peintures ou vernis).

Les finitions intérieures et extérieures sont toutes deux des peintures, et que le nombre de couches intérieures est inférieure au nombre de couches extérieures.

Source : certains passages de cette feuille sont extraits du guide Isolation thermique par l’interieur 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

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Agrément technique des matériaux (ATG)

Qu’est-ce qu’un agrément technique ?

Suivant l’UBAtc :

L’agrément technique (ATG en abrégé) est une appréciation favorable de l’aptitude à l’emploi dans la construction, des procédés, matériaux, éléments ou équipements non traditionnels.

L’ATG ne dégage toutefois pas :

l’utilisateur ou le prescripteur de ses obligations légales et contractuelles;
le fabricant de sa responsabilité vis-à-vis du produit.

Contrairement aux normes NBN qui revêtent une portée générale, un ATG ne s’applique qu’à un produit de construction donné, confectionné par un fabricant bien déterminé, et n’est valable que pour une durée limitée (3 ans).

Dans la plupart des cas, l’agrément ATG est suivi avec certification.

Le produit ou le système de construction agréé reçoit un label qui implique qu’il a fait l’objet de l’évaluation favorable, consignée dans un document appelé « agrément technique ».

« Appréciation favorable »

Ce terme implique la délivrance d’un avis technique détaillé lors de l’octroi de l’agrément, compte tenu de l’état des connaissances scientifiques. Cet avis exempte les produits agréés des essais de contrôle préalablement à leur mise en œuvre, pour autant que la conformité avec l’agrément soit vérifiée.

« Aptitude à l’emploi dans la construction »

Cela signifie que l’appréciation s’opère sur la base d’une application bien précise et que sont analysées tant les propriétés intrinsèques du produit que les conditions d’utilisation et les performances réelles.

« Non traditionnels »

Il s’agit de procédés, matériaux, éléments ou équipements dont la qualité n’a pas encore reçu la sanction de l’expérience ou du temps et n’est pas encore définie par les normes.

« Suivi avec certification »

Ce système consiste en un contrôle régulier par un délégué de l’UBAtc, de la conformité des produits aux conditions stipulées dans l’agrément.

Qui attribue un agrément technique ?

L’agrément technique et le label ATG sont délivrés par l’UBAtc.
Cette organisation détermine si le produit considéré est susceptible de recevoir un agrément technique, désigne les membres du groupe spécialisé qui sera chargé du dossier, et attribue l’agrément.

Adresse :
Secrétariat de l’UBAtc
Direction Agrément et Spécifications
Rue de la Loi, 155
B-1040 Bruxelles
Site internet :

http://www.ubatc.be

Les matériaux agréés

L’UBAtc et l’Institut Belge de Normalisation éditent, sur CD-Rom, le répertoire complet des ATG et des licences BENOR en vigueur.

Il peut être obtenu gratuitement auprès du :
Ministère des Communications et de l’Infrastructure (MCI)
Administration de la Réglementation de la Circulation et de l’Infrastructure
Direction Agrément et Spécifications (DAS)
Rue de la Loi, 155
B-1040 Bruxelles
Tél : 02/287.31.54
Fax : 02/287.31.51

Valeurs λ utiles et R utiles des matériaux isolants agréés

L’usage des valeurs λ (conductivité thermique) et R (résistance thermique) est réglementé par la NBN B 62-002 (+ addenda).

Dans le cas d’un matériau muni d’un agrément ATG ou non dont on ne connaît pas la marque exacte, on utilise les valeurs de λou R par défaut tabulées dans l’annexe VII de la PEB.

Dans le cas d’un matériau agréé connu, on peut utiliser les valeurs λ_U ou R_u reprises dans son agrément technique, ou déduites des valeurs λ_D ou R_Dqui s’y trouvent. Les valeurs ainsi obtenues sont généralement plus favorables.

Pour ces matériaux agréés, il existe sur le site Web de l’UBAtc une page qui indique les valeurs λ ou R, par fabriquant, par type de matériau et par application.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Améliorer l’étanchéité à l’air

Impact de l’étanchéité à l’air

Toute infiltration d’air génère une consommation supplémentaire de chaleur en hiver, de froid en été. Elle peut être estimée en considérant qu’elle augmente la consommation liée au taux d’air neuf du bâtiment. En plus de son impact sur la consommation énergétique, l’étanchéité à l’air peut être responsable d’autres désagréments tels qu’une réduction de l’isolation acoustique, une détérioration des performances hygrothermiques des matériaux isolants ou encore l’apparition de courants d’air près des fuites.

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 sont 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. Une fois traités, les valeurs de débit à 50 Pa varient de 0 à 1.3 m³/(h.m²) en fonction du type et de la qualité de traitement, avec une moyenne de 0.3 m³/(h.m²) (moyenne sur 89 mesures faites par 8 auteurs différents)((Projet AirPath50 – Martin Prignon & Geoffrey Van Moeseke)).

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

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 :

On dégage le joint existant (mortier ou mastic), y compris l’éventuel fond de joint.
On nettoie et on dégraisse les lèvres du joint.
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, …).
On applique sur ce fond de joint un mastique élastique (exemple : 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

PE2 (2)

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.

Concevoir

Pour en savoir plus sur le choix des châssis.

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.

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

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.

Solution minimale : le ferme-porte automatique.

Cas particulier des bâtiments climatisés

Ce problème est moins important dans les bâtiments conditionnés dès leur origine : des châssis étanches, voire fixes, auront été prévus.

De plus, les locaux sont souvent maintenus en surpression (débit de pulsion > débit d’extraction) : l’air extérieur ne peut pénétrer et les courants d’air sont exclus.

Quelques cas particuliers sont cependant à prendre en considération :

Les halls d’entrée sans sas

L’air conditionné (et donc coûteux…) s’échappe joyeusement ! Le coût généré par cette fuite est variable en fonction de la durée d’ouverture.

A 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/m³.K est la capacité thermique de l’air.

Soit un équivalent de +/- 2500 € 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.

Les climatiseurs mobiles

Il arrive qu’un climatiseur de local soit installé dans l’urgence !
Pour évacuer la chaleur au condenseur, une solution peu onéreuse consiste faire passer soit le manchon d’air, soit les conduits de fluide frigorigène, par un coin de la fenêtre… qui de ce fait reste entrouverte !

En été, comme un serpent qui se mort la queue, la climatisation se fatigue à refroidir l’air chaud … dont elle a favorisé l’entrée !

Les bâtiments partiellement conditionnés

Un bloc opératoire d’un hôpital, une salle de conférence d’un immeuble de bureaux, … sont parfois des zones climatisées distinctement. L’étanchéité de cette zone par rapport au reste du bâtiment est nécessaire pour limiter les consommations.

Exemple.

Dans un centre hospitalier de Mouscron, seul le quartier opératoire était conditionné et mis en surpression. En pratique, cette surpression n’était pas atteinte puisque les couloirs communiquaient avec le restant de l’hôpital. Le responsable technique a fait placer des portes automatiques coulissantes (du type entrée de grand magasin) afin d’améliorer l’étanchéité de la zone et de diminuer les consommations.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Mur plein

Le mur plein traditionnel

Le mur plein traditionnel de façade se compose le plus souvent, de l’intérieur vers l’extérieur :

D’un enduit mural à base de chaux et/ou de plâtre de 1,5 cm d’épaisseur.
D’une maçonnerie en terre cuite d’une brique d’épaisseur (19 cm) ou d’une brique et demie (29 cm). Pour des constructions plus anciennes et/ou situées dans certaines régions du pays, la maçonnerie peut être constituée de moellons de pierre naturelle. Dans ce cas, l’épaisseur est généralement plus importante.
D’un revêtement extérieur éventuel constitué par un enduit à base de chaux ou de ciment (épaisseur 2 cm) ou par un bardage (ardoises naturelles ou artificielles, …).

Mur plein en brique et mur plein en pierre.

Enduit intérieur.
Maçonnerie de briques.
Enduit extérieur facultatif.
Maçonnerie de moellons.

Le mur monolithique récent

Le mur monolithique récent se compose généralement de l’intérieur vers l’extérieur :

D’une finition intérieure constituée d’un enduit mince (quelques mm d’épaisseur) lorsque les tolérances dimensionnelles sur les matériaux et l’exécution sont faibles ou d’un enduit à base de chaux ou de plâtre de 1 ou 1,5 cm d’épaisseur lorsque les tolérances sont plus importantes.
D’une maçonnerie composée de blocs de grand format en terre cuite allégée, en béton de granulats d’argile expansé ou en béton cellulaire de 19, 29 ou 39 cm d’épaisseur, maçonnés ou collés entre eux.
D’une protection extérieure sous forme d’un enduit minéral (environ 2 cm d’épaisseur) ou résineux ou d’un bardage en bois, en fibro-ciment, en matière plastique, …

Mur plein en bloc de grand format

Finition intérieure.
Maçonnerie en blocs légers.
Finition extérieure.

Remarque : le béton léger composé d’argile expansé (λ = 0,17 W/mxK) et le béton cellulaire (λ = 0,15 à 0,30 W/mxK) sont des matériaux moins conducteur de la chaleur que la plupart des matériaux de construction, mais ne peuvent néanmoins pas être considérés comme des isolants proprement dits.

L’étanchéité à l’eau de pluie du mur plein

Le mur plein traditionnel d’une brique

Pour être considéré comme étanche à la pluie, un mur plein traditionnel d’une brique d’épaisseur doit être protégé par un enduit imperméable à sa face extérieure.
En effet, dans une maçonnerie en brique, l’eau s’infiltre par les défauts des joints ou entre joints et briques ainsi que par les microfissures présentes dans les briques. D’autre part, les briques et les joints absorbent l’eau par capillarité. Ainsi, un mur d’une brique, surtout s’il est exposé aux pluies battantes, ne peut, à lui seul, empêcher les infiltrations.

Le mur plein traditionnel d’une brique et demie

Dans un mur plein traditionnel d’une brique et demie, le mortier présent dans le joint central peut servir de coupure capillaire vis-à-vis des briques, c.-à-d.. qu’il interrompt le passage de l’eau au travers des matériaux. Ce qui améliore son étanchéité à l’eau de pluie. Celle-ci est d’autant meilleure que la maçonnerie peut jouer le rôle de paroi-tampon, càd. qu’elle est constituée de matériaux capillaires (en général, les maçonneries de parement plus légères).

Vue en plan d’une maçonnerie d’1 1/2 brique d’épaisseur.

Le mur traditionnel en moellons

Les murs de façade en moellons, même de forte épaisseur, ne sont pas étanches aux pluies battantes.

Le mur monolithique récent

Du fait de la dimension plus importante des blocs, ceux-ci sont mis en œuvre selon une épaisseur d’un demi ou d’un bloc; Il n’y a donc pas de joint central qui puisse assurer l’étanchéité à la pluie; celle-ci doit donc être assurée par un enduit extérieur étanche.
Les enduits ne sont, en général, pas complètement étanches, mais ils absorbent peu l’eau et sèchent rapidement.

Mais attention, vu que l’on se trouve ici en présence d’une simple barrière d’étanchéité (par opposition à la double barrière d’étanchéité du mur creux), de petits défauts d’exécution ou de petites dégradations peuvent compromettre cette étanchéité.

Remarque.

L’absorption de l’eau de pluie par l’enduit est faible et donc l’eau de pluie ruisselle rapidement et en grande quantité le long de la façade. Les menuiseries et leurs joints doivent donc être parfaitement étanches à l’eau.
Alors qu’un bardage ou un enduit de qualité et en bon état protège une maçonnerie extérieure contre les infiltrations de pluie, les peintures et hydrofuges de surface ne permettent pas d’assurer l’étanchéité à l’eau des façades.

Comportement à la condensation superficielle

Pour limiter le risque de condensation superficielle sur une paroi, il faut que le facteur τ de cette paroi soit le plus élevé possible.

Selon la NIT 153 du CSTC, il faut que τ > 0,7. Néanmoins, celle-ci concerne plus spécifiquement les logements et la valeur de 0,7 a été fixée en fonction des températures minimales et des humidités que l’on retrouvent dans ceux-ci. Pour les bureaux, par exemple, cette valeur pourrait sans doute être plus faible, car la production de vapeur est moins importante et, en général, on dispose d’une ventilation. Dès lors, dans le cas des bâtiments du secteur tertiaire, il vaut mieux évaluer le risque de condensation superficielle à partir des conditions réelles.

Néanmoins cette valeur peut servir de point de repère. Elle correspond à un coefficient de transmission thermique de la paroi U < 1,69 W/m²xK.

Dans les tableaux ci-dessous, on voit qu’en général, le coefficient de transmission thermique d’un mur plein traditionnel en pierre ou en brique dépasse cette valeur. Ces murs peuvent présenter de la condensation superficielle, même pour un climat intérieur normal (classe de climat intérieur < IV).

On y voit également que pour un mur plein monolithique récent, le risque de condensation superficielle existe si le mur est constitué de blocs de béton lourd ou mi-lourd, ou encore en silico-calcaire et ce à fortiori dans les angles ou derrière les meubles (hi < 5 W/m²xK), du fait de la moins bonne circulation de l’air dans ces zones. Pour une maçonnerie sèche en blocs de béton léger et/ou en terre cuite allégée d’une épaisseur supérieure à 19 cm, il n’y a pas de risque de condensation superficielle.

	Coefficient de transmission thermique U (W/m²xK) des murs pleins traditionnels, calculés selon l’annexe VII de la PEB
	Épaisseur 19 cm		Épaisseur 29 cm		Épaisseur 39 cm
	Sec	Humide	Sec	Humide	Sec	Humide
Maçonnerie de briques en terre cuite 1100 < ρ ≤ 1200	1,44	2,28	1,05	1,76	0,83	1,43
Maçonnerie de briques en terre cuite 1800 < ρ ≤ 1900	2,11	3,06	1,63	2,51	1,32	2,13
Maçonnerie en bloc silico-calcaire 1100 < ρ ≤ 1200	1,59	2,59	1,18	2,04	0,93	1,69
Maçonnerie en bloc silico-calcaire 1800 < ρ ≤ 1900	2,69	3,74	2,17	3,25	1,82	2,88
Maçonnerie en bloc béton avec granulat ordinaire 1800 < ρ ≤ 1900	2,87	3,32	3,36	2,78	2,00	2,39
Béton d’argile expansé 1100 < ρ ≤ 1200	1,68	2,07	1,25	1,57	0,99	1,26
Béton d’argile expansé 1600 < ρ ≤ 1700	1,68	2,75	1,80	2,20	1,48	1,83

Comportement à la condensation interne

Le mur plein traditionnel

Sans revêtement extérieur (enduit, peinture), le risque de condensation interne est nul.

Pour qu’il y ait un risque de condensation interne en hiver dans un mur plein traditionnel, il faut que le mur soit protégé par un enduit extérieur et que la résistance à la diffusion de vapeur de celui-ci soit sensiblement plus élevée que celle des enduits extérieurs courants (minéraux ou résineux), et que le climat intérieur soit anormalement élevé (classe de climat intérieur IV); sans ça, le risque est très faible.

Le mur monolithique récent

Pour les murs en blocs légers protégés par un enduit extérieur, la résistance à la diffusion de vapeur de ce dernier est plus élevée que celle de la maçonnerie et le risque de condensation interne à l’interface entre la maçonnerie et l’enduit extérieur est théoriquement réel. Mais pratiquement, pour des classes de climat intérieur normales (< IV), l’inertie hydrique de ces matériaux est telle que la condensation interne ne se forme pas ou qu’elle n’est pas résiduelle annuellement.

Comportement thermique du bâtiment en maçonnerie pleine

Le mur plein traditionnel

Le mur traditionnel, vu qu’il est composé de matériaux lourds, offre une bonne inertie thermique. Le risque de surchauffe en été à l’intérieur du bâtiment est diminué. Il faut un certain temps pour réchauffer ou refroidir le bâtiment.

Le mur monolithique récent

L’utilisation de blocs légers engendre une diminution de l’inertie thermique par rapport à un mur plein traditionnel lourd. Le risque de surchauffe en été augmente. Le bâtiment se réchauffe et se refroidit plus vite.

Comportement aux fissurations du mur plein

Le mur plein traditionnel

Vu le faible coefficient de dilatation thermique des matériaux mis en œuvre, la grande inertie thermique et la relativement bonne déformabilité de la maçonnerie, les écarts de températures annuels au sein de ces murs ne vont avoir pour seules conséquences que quelques micro-fissures.

Évolution de la température au sein du mur plein lourd lors d’une journée d’été et lors d’une journée d’hiver.

Enduit intérieur
Mur plein traditionnel.

Les variations de température journalières ont, a fortiori, une influence négligeable.

Le mur monolithique récent

Évolution de la température au sein du mur en bloc léger lors d’une journée d’été et lors d’une journée d’hiver.

Enduit intérieur
Maçonnerie en blocs de béton léger
Enduit extérieur.

L’enduit extérieur subit des variations de température été-hiver importantes.
Le risque qu’il se fissure est réel au voisinage des baies et aux endroits où il est appliqué sur des matériaux de nature différente. Dans ce cas, il est préférable d’armer la maçonnerie afin de mieux répartir ses déformations.

Le risque de fissuration est moindre pour un enduit de couleur claire.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Toiture inversée

La toiture chaude inversée désigne la toiture plate dont l’étanchéité est placée sur le support et dont l’isolant est posé sur l’étanchéité. L’isolant est donc mouillé par les eaux pluviales, ce qui diminue ses performances.

L’isolant est lesté.

Lestage
Natte de protection
Isolant
Membrane d’étanchéité
Support

En cas de rénovation, dans un but d’amélioration de l’isolation de la toiture, la membrane d’étanchéité existante peut être conservée, si elle est encore bonne.

La membrane d’étanchéité fait en même temps office de pare-vapeur. La technique de la toiture inversée protège la membrane d’étanchéité contre les chocs thermiques et le rayonnement ultraviolet, et de ce fait, ralentit son vieillissement.

Les structures porteuses en matières végétales ou en fibres organiques et minérales liées au moyen d’un liant minéral, doivent avoir une épaisseur minimale de 18 mm afin de garantir une résistance thermique minimale de 0.2 m²K/W (NIT 134 p31).

Une couche filtrante d’une charge surfacique d’au moins 120 gr/m² est placée entre l’isolant et la couche de lestage et de protection.
Cette couche filtrante doit permettre la diffusion de vapeur, retenir peu d’eau et en rompre le film. Elle doit résister aux intempéries et être imputrescible.

Il est déconseillé de poser deux couches d’isolant. Il peut, en effet, y avoir entre les deux couches un film d’eau qui agit en barrière de vapeur provoquant ainsi l’imprégnation de la couche inférieure par l’eau.

La couche filtrante et la couche d’usure doivent être perméables à la vapeur pour éviter le même phénomène.

REM: La somme des résistances thermiques des couches situées sous l’étanchéité ne peut excéder 30 % de la résistance thermique globale afin d’éviter que de la condensation ne se forme avant l’étanchéité (vers l’intérieur). Lorsque les conditions climatiques intérieures sont très sévères (classe de climat IV) ou lorsque le support a un effet isolant, il est de plus nécessaire de déterminer par calcul l’absence de condensation sous l’étanchéité et l’absence de glace sous l’isolant.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Reconnaître un vitrage à vue d’œil

Avec des vitrages « récents » (après 2000)

Si le vitrage est récent, un nom commercial d’identification de vitrage, propre à chaque firme, se trouve gravé dans l’intercalaire du double vitrage et est lisible à l’œil nu même lorsque le vitrage est posé. Il reprend : les dimensions, l’agrément technique, le code commercial, le nom de l’usine, le chiffre de production, etc.

Cet indice permettra au fabricant de vous communiquer précisément les caractéristiques lumineuses et énergétiques du vitrage.

Avec des vitrages anciens

S’agit-il d’un double ou d’un simple vitrage ?

On place une allumette devant le vitrage, si la flamme est reflétée 4 fois, nous sommes en présence d’un double vitrage. Ou plus simplement, le double vitrage se reconnaît grâce à la présence de l’espaceur entre les 2 feuilles de verre.

Le vitrage est-il pourvu d’une couche « basse émissivité » ?

Si une des 4 flammes est bleue, le double vitrage est équipé d’une couche basse émissivité.

Le vitrage est-il pourvu d’un verre feuilleté ?

Si deux verres sont collés sans espace interstitiel, ce verre est feuilleté.

Si un des verres est réfléchissant ou/et absorbant, comment évaluer le facteur solaire et la transmission lumineuse ?

Il est difficile de quantifier précisément les performances d’un vitrage vis-à-vis du contrôle solaire. Les propriétés d’absorption et de réflexion sont présentes ensemble mais dans des proportions variant d’un vitrage à l’autre.
Un vitrage teinté et aux reflets mats accuse des propriétés absorbantes souvent importantes.
Les vitrages de couleur bleue claire ou verte, ont généralement un coefficient de transmission lumineuse plus élevé que les vitrages teintés traditionnels de couleur bronze ou grise mais un facteur solaire moins élevé que ces derniers.

Lorsque les fenêtres sont à ouvrant, on peut évaluer la transmission lumineuse d’un vitrage, en comparant les éclairements mesurés dans le local à l’aide d’un luxmètre lorsque la fenêtre est fermée et lorsqu’elle est ouverte.

On peut classer les vitrages selon leurs caractéristiques, par exemple leur facteur solaire (FS) et leur transmission lumineuse (TL).

Quelle est l’épaisseur des verres et de l’intercalaire ?

Certaines firmes distribuent des lecteurs d’épaisseur de vitrages permettant d’évaluer rapidement l’épaisseur d’un vitrage et de l’espace intercalaire.

En appuyant le lecteur contre le vitrage selon une inclinaison précise, des cercles correspondant aux différentes épaisseurs de vitrages possibles dessinés sur la surface du lecteur sont reflétés deux fois sur le vitrage. Le cercle dont les 2 reflets sont tangents est celui dont l’épaisseur correspond à l’épaisseur du vitrage.

Restera indécelable à l’œil nu…

…le type de gaz présent dans l’espace entre les deux verres d’un double vitrage.

Caractéristiques des vitrages

Connaissant le nombre de verres, leurs épaisseurs, la présence d’un film basse émissivité et les tendances à contrôler le rayonnement solaire, on peut évaluer grossièrement le type de vitrage, son coefficient de transmission thermique U, à l’aide des valeurs de référence des différents types de vitrages présents sur le marché.

Techniques

Pour connaître les caractéristiques thermiques et lumineuses des vitrages courants.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Placer un survitrage

Les performances thermiques d’un vitrage avec survitrage sont nettement inférieures à celle d’un double vitrage isolant, mais c’est mieux que rien. Cette technique est aussi la moins coûteuse.

On distingue deux types de survitrages :

Le survitrage mobile
Le vitrage supplémentaire est placé sur charnière. Ce dispositif permet le nettoyage et l’élimination des condensats éventuels.

Schéma survitrage mobile.

Le survitrage fixe
Le verre est vissé ou collé sur le châssis existant. Il est difficile voire impossible d’éliminer totalement les risques de condensats éventuels.

Schéma survitrage fixe.

Dans les deux cas, on veillera à assurer une étanchéité parfaite de la vitre intérieure par rapport à l’ambiance intérieure, afin de limiter les risques de formation de condensation dans le vide.
Si le châssis comporte plusieurs carreaux ou croisillons, le survitrage recouvrira entièrement le battant de la fenêtre quel que soit le nombre de carreaux.

Améliorations énergétiques ?

Il faut savoir que l’efficacité énergétique d’un survitrage sera toujours inférieure à celle d’un vitrage double isolant.
En effet, un simple vitrage est caractérisé par un coefficient de transmission thermique U = 5,8 W/m²K, la pose d’un survitrage permet d’atteindre un coefficient U = 3 W/m²K contre 1,1 W/m²K pour les vitrages doubles isolants actuels.

D’un point de vue énergétique, cette solution est rarement justifiée sauf dans le cas où les caractéristiques architecturales extérieures des châssis et leur impact sur l’environnement doivent être maintenus, et que les châssis sont en bon état.

Les insectes parasites du bois - energie plus

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Insectes parasites du bois

Les principaux insectes parasites dont les larves attaquent le bois de construction dans nos régions sont :

Le Capricorne


Capricorne adulte.	Larve du capricorne.

Types de bois attaqués

Charpentes, huisseries, solives, lambourdes, planchers.

principalement : en bois résineux,
parfois : en peuplier,
rarement : en hêtre ou en chêne.

Symptômes de l’attaque

Trous de sortie de l’insecte adulte de forme ovale, longueur 6 mm, largeur 3 mm,
boursouflures à la surface du bois,
en éliminant une fine pellicule à la surface du bois : nombreuses galeries remplies de sciure,
insectes morts dans les locaux infectés,
bruit de grignotement des larves,
affaissement anormal du bois,
farine de bois sous les pièces attaquées.

Coupe dans le bois attaqué par le capricorne.

Aspect de la sciure

Fine, généralement claire, fortement tassée.

Aspect de la larve

Gros vers blanc, poilu avec la partie antérieure élargie et aplatie, et mandibules brun sombre visibles à l’avant de la tête.
Cycle larvaire : 3 à 10 ans.

Aspect de l’insecte parfait

Gris noir à brun, long et aplati, pourvu de longues élytres cachant les ailes, il présente deux protubérances sur la face dorsale du thorax.
Ses antennes sont plus courtes que le corps.
Taille : 10 à 20 mm.

Le Lyctus


Lyctus adulte.	Larve du Lyctus.

Types de bois attaqués

Parquets, lambourdes, escaliers, menuiseries, meubles.

Uniquement dans les essences feuillues comme le chêne, le châtaignier, le frêne, l’érable, le cerisier, …, et les bois tropicaux, en général assez récemment mis en œuvre.

Symptômes de l’attaque

Trous de sortie de l’insecte adulte de forme ronde ou légèrement ovale, Ø 1 à 1,5 mm,
nombreux trous de sortie en cas d’attaque importante,
beaucoup d’insectes morts dans les locaux infestés, durant la période de mai à septembre,
poussière de bois près ou sous les trous de sortie,
pas de bruit.

Bois attaqué par le Lyctus.

Aspect de la sciure

Farine impalpable.

Aspect de la larve

Petit ver blanchâtre, mou, en forme de virgule, non poilu, avec une tête de consistance cornée.
Cycle larvaire : 6 à 12 mois.

Aspect de l’insecte parfait

Roux à brun, dur sous l’ongle, ayant un corps allongé en forme de cylindre.
La tête est visible.
Les antennes sont terminées par des petites masses en boule.
Taille : 3 à 6 mm.

La petite vrillette


Petite vrillette adulte.	Larve de petite vrillette.

Types de bois attaqués

Vieux meubles, menuiseries, planchers, escaliers, vieux parquets.

Dans les bois de toutes les essences, surtout s’ils sont vieux et secs.

Symptômes de l’attaque

Trous de sortie très nombreux, ø 2 à 3 mm,
perte totale de la résistance mécanique du bois, lors d’attaques importantes,
bois ayant l’aspect et la consistance du biscuit,
décrochage mécanique de la pellicule extérieure longtemps respectée.

Bois attaqué par la petite vrillette.

Aspect de la sciure

Assez grossière, non tassée dans les galeries.

Aspect de la larve

Petit ver blanc nu en forme de virgule, plus poilu que la larve du Lyctus, s’en distinguant par le dernier élément du corps plus gros que les autres.
Cycle larvaire : 1 à 3 ans

Aspect de l’insecte parfait

Roux à brun, dur sous l’ongle, plus trapu et arrondi que le Lyctus.
La tête est cachée par une sorte de capuchon (pronotum).
Les antennes sont terminées par une massue.
Taille : 2 à 4 mm.

La grosse vrillette

Grosse vrillette adulte.

Types de bois attaqués

Charpentes, planchers, bois de gros œuvre ayant au préalable souffert d’attaque de champignons.

Dans les bois de toutes les essences

Symptômes de l’attaque

Trous de sortie ø 4 à 5 mm,
bois ayant l’aspect et la consistance du biscuit,
décrochage mécanique de la pellicule extérieure longtemps respectée,
bruit typique durant la période d’accouplement : coups saccadés et rythmés sur le bois tous les jours, exactement à la même heure.

Aspect de la sciure

Assez grossière, non tassée dans les galeries.

Aspect de la larve

Petit ver blanc nu en forme de virgule, plus poilu que la larve du Lyctus, s’en distinguant par le dernier élément du corps plus gros que les autres.
Cycle larvaire : 1 à 3 ans

Aspect de l’insecte parfait

Roux à brun, dur sous l’ongle, plus trapu et arrondi que le Lyctus.
La tête est cachée par une sorte de capuchon (pronotum).
Les antennes sont terminées par une massue.
Taille : 6 à 9 mm.

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Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Concevoir le mur creux

Remplissage partiel ou intégral ?

En général…

… on choisit, de préférence, un remplissage intégral de la coulisse du murs creux par de l’isolant car :

Cette technique est moins délicate au niveau de l’exécution.
Cela permet d’augmenter la résistance thermique du mur.

1. Exécution

Des défauts d’exécution sont très fréquents lors d’un remplissage partiel de la coulisse.

Exemples de défauts d’exécution

Des déchets de mortier tombés dans l’espace laissé vide encombrent la lame d’air entre le parement et l’isolant.

Les panneaux isolants ne sont pas placés contre le mur intérieur (en remplissage partiel) : ce qui engendre des pertes de chaleur par convection autour des panneaux.

Les panneaux d’angle ne sont pas superposés.

Exemples de détails corrects

Un placement correct de l’isolation en remplissage partiel veille essentiellement à assurer une jonction parfaite entre les panneaux isolants ainsi qu’entre les panneaux et le mur porteur. En outre la lame d’air doit être propre et dégagée de tous déchets.

La KUL a effectué des mesures de coefficients de transmission thermique moyens réels sur des murs creux où la mise en œuvre de l’isolant a été soignée et sur les mêmes murs creux où la mise en œuvre a été exécutée sans soin particulier; et ce, pour des murs creux isolés avec remplissage partiel et intégral.

En voici les résultats :

	U_théorique(W/m²xK)	U_pratique(W/m²xK)
Pas d’isolant dans le mur creux	1,34	1,35
Remplissage partiel du creux
Pose correcte de l’isolant.	0,42 à 0,49	0,54 à 0,61
Pose déficiente de l’isolant.	0,42 à 0,49	0,99
Remplissage intégral du creux
Pose correcte de l’isolant.	0,27 à 0,32	0,39 à 0,44
Pas de soin particulier apporté à la mise en œuvre de l’isolant.	0,27 à 0,32	0,39 à 0,44

Les mesures montrent qu’une mise en œuvre de l’isolant réalisée avec soin apporte finalement peu de diminution du coefficient de transmission thermique dans le cas d’un remplissage intégral. Ceci s’explique par le fait que le remplissage intégral du creux d’un mur souffre moins des erreurs de pose que le remplissage partiel.

2. Amélioration de la résistance thermique

Le remplissage intégral de la coulisse permet de profiter au maximum de la largeur de celle-ci pour isoler; un vide d’air est moins bénéfique qu’un supplément d’isolant au niveau de la résistance thermique du mur.

En effet, en cas de remplissage partiel, la lame d’air entre la paroi extérieure et le matériau d’isolation doit avoir une épaisseur minimale de 3 cm.
Une lame d’air de cette épaisseur a une résistance thermique maximale de 0,35 [m²xK/W] (cas d’une couche d’air verticale, une des faces latérales a une émissivité diminuée, la lame d’air est non ventilée) (Annexe A de la NBN EN ISO 6946).
Si l’on remplit cet espace de laine minérale (isolant le plus couramment utilisé dans le cas d’un remplissage intégral) cette dernière va augmenter la résistance thermique de la paroi de R = d/λ = 0,03/0,04 = 0,75 [m²xK/W], ce qui est nettement supérieur à la résistance thermique apportée par l’épaisseur de lame d’air supplémentaire.

Remarque.
Le coût d’un isolant un peu plus épais risque d’être plus élevé, mais est insignifiant vis-à-vis de l’augmentation de coût d’exécution dû à une mise en œuvre plus difficile d’un remplissage partiel.

Dans certains cas…

Le remplissage partiel (parfaitement exécuté) est choisi lorsque le vide ventilé est recommandé; seul ce remplissage permet la présence d’un vide ventilé.

Lame d’air ventilée ou non ventilée ?

> Un vide ventilé est nécessaire dans les deux cas suivants :

Les façades très exposées aux pluies battantes,
Les façades dont la maçonnerie de parement est recouverte d’une couche faiblement perméable à la vapeur (briques émaillées, maçonnerie peinte, certains crépis,…) ou dont le parement lui-même est étanche à la vapeur (pierre naturelle, briques de grès, tôle métallique).

1. Façades très exposées aux pluies battantes :

Par « façades très exposées aux pluies battantes », il faut entendre celles des bâtiments :

situés en site urbain ou suburbain et dont la hauteur est supérieure à 50 m,
situés en zone rurale et dont la hauteur est supérieure à 25 m,
situés en zone côtière et dont la hauteur dépasse 8 m,
construits en bord de mer.

2. Parements peu perméables à la vapeur :

Dans le cas d’un mur de parement recouvert, sur sa face extérieure, d’une couche faiblement perméable à la vapeur d’eau (peinture, briques émaillées, …), un séchage effectif ne peut s’effectuer que par sa face intérieure et, pour le favoriser, il est nécessaire de ventiler le creux.

En effet, une couche d’émail ou de peinture a deux effets sur le comportement hydrique du mur :

D’une part, elle augmente l’étanchéité à l’eau de pluie, mais celle-ci n’est pas totale.
Si la peinture, par exemple, peut réduire considérablement la quantité d’eau infiltrée dans le mur par capillarité, l’eau peut, malgré tout, pénétrer dans le mur par les inévitables petites discontinuités (joints incomplètement remplis, petits trous, fissures, …) qui ne peuvent pas toujours être colmatées par le feuil de peinture (le rôle de la peinture réside donc essentiellement dans la décoration et non dans la réalisation d’une étanchéité).

D’autre part, elle diminue la perméabilité à la vapeur d’eau. Or l’eau infiltrée dans le mur ne pourra s’évacuer par évaporation par la face extérieure qu’en fonction de la perméabilité à la vapeur de cette face.
Il est apparu, lors d’études effectuées par le CSTC et la KUL, que toute peinture ralentissait tellement le séchage du parement qu’une humidité progressive s’installait dans celui-ci.

Ce comportement se présente aussi lorsque le parement lui-même est étanche à la vapeur : pierre naturelle, briques émaillées, tôle métallique, … et le vide ventilé est, dans ce cas également, fortement conseillé.

Dans tous les autres cas, bien qu’elle ne constitue pas un défaut, la ventilation du mur creux ne présente aucun avantage; on choisit donc une coulisse non ventilée avec remplissage intégral.
En effet, dans le cas d’un remplissage partiel (avec isolation correctement posée), le coefficient de transmission thermique du mur augmente légèrement (4,7 % avec un vent de 26 m/sec – résultat calculé sur base de modèles mathématiques) lorsque le vide est ventilé; on a donc tout intérêt à choisir un remplissage intégral.

Remarque.
Beaucoup d’idées reçues circulent à propos de la ventilation des murs creux. Celles-ci plaident en sa faveur mais sont sans fondement !
Le texte ci-dessous est très largement inspiré de l’article « Faut-il remplir intégralement d’isolant le creux de mur extérieur ? » paru dans le magasine Je vais construire n°148 de février 1992.

Une idée reçue…

La ventilation du creux du mur permet d’éviter les infiltrations d’eau vers l’intérieur du bâtiment.

En réalité…

En cas de fortes pluies prolongées, le mur de parement finit par laisser passer l’eau.

La coulisse a alors pour fonction d’empêcher le transfert de cette eau vers le mur intérieur. Elle remplit la fonction de rupture capillaire, de chambre de décompression et de canal d’évacuation (elle interrompt le passage de l’eau au travers des matériaux, elle évite que l’eau qui a pu traverser la paroi extérieure ne soit projetée par le vent sur la paroi intérieure et permet à cette eau de s’écouler sur la face interne du parement).

Ces fonctions peuvent aussi bien être remplies par un vide (c’est le cas en remplissage partiel) que par un isolant non capillaire (c’est le cas de la laine minérale en remplissage intégral).

La ventilation du vide ne joue donc aucun rôle déterminant à cet égard.

Les seuls problèmes rencontrés au niveau du passage de l’eau de pluie résultent soit d’erreurs d’exécution (déchets de mortier coincés entre les murs extérieurs et intérieurs, pose déficiente des membranes d’étanchéité, crochets non inclinés vers l’extérieur (remplissage intégral) ou sans casse-gouttes (remplissage partiel), soit d’un défaut d’étanchéité à l’air du mur intérieur.

Une autre idée reçue…

La ventilation du creux du mur empêche toute condensation interne.

En réalité…

La condensation interne est de si faible importance dans le cas d’un mur creux qu’elle ne mérite pas d’être évoquée. La ventilation ou non de la coulisse n’a donc aucune influence sur le phénomène.

Une autre idée reçue…

La ventilation du creux du mur accélère le séchage du mur de parement et permet de la sorte d’éviter tout dégât par le gel de la maçonnerie.

Schéma ventilation du creux du mur.

En réalité…

Un mur de parement complètement trempé s’assèche en deux phases

Assèchement rapide : quelle que soit la saison, l’assèchement par la face en contact avec le vide ventilé n’atteint qu’au maximum 5 % de l’assèchement obtenu par la face extérieure.

Shéma assèchement rapide du mur creux.

Assèchement approfondi : une fois que la contenance en humidité du mur s’abaisse de manière telle que l’assèchement de surface doit faire place à un assèchement par diffusion, le vide ventilé joue un rôle plus important 55 % de l’assèchement s’effectue encore par l’extérieur pour 45 % par le vide ventilé.
À ce moment toutefois, on se situe déjà au niveau d’une humidité structurelle qui ne risque plus d’engendrer de dégâts à la maçonnerie en cas de gel.
Une accélération de l’assèchement du mur n’est plus aussi vitale.

Une dernière idée reçue…

La ventilation du creux du mur évite la condensation superficielle et la moisissure à l’intérieur du bâtiment.

En réalité…

Les problèmes de condensation superficielle dans un bâtiment résultent généralement d’une combinaison négative de 4 facteurs :

Un comportement thermique défaillant du bâtiment provenant soit de l’absence d’isolation thermique, soit d’une mise en œuvre déficiente de l’isolation, soit encore de la présence de ponts thermiques.
Un apport d’air neuf insuffisant (ventilation insuffisante).
Une température intérieure trop basse.
Une production anormalement élevée d’humidité dans le bâtiment.

La discussion de l’utilité d’une ventilation du creux de mur dans le cadre des problèmes de condensation superficielle ne concerne évidemment que le 1^er facteur (la qualité thermique de l’enveloppe du bâtiment). La chance de réduire ces ennuis par la ventilation du creux de mur serait effective si l’on parvenait de la sorte à réduire la valeur du coefficient U et à effacer l’effet des ponts thermiques.
Ce n’est évidemment pas le cas et l’on constate, au contraire, qu’en pratique la ventilation du creux de mur accentue le risque de formation de moisissures en cas de pose défaillante de l’isolant (rotation d’air autour des panneaux). Par ailleurs, si l’isolation est placée conformément aux règles de l’art, aucun problème de ce type n’apparaît quelle que soit la structure adoptée (remplissage total de laine minérale, remplissage partiel avec vide ventilé ou non) mais le résultat le meilleur est obtenu avec un remplissage intégral du creux de mur, le moins bon avec le vide ventilé.

Vouloir écarter le problème des moisissures en ventilant le creux de mur est donc un non-sens.

Quel type d’isolant?

L’eau étant un très bon conducteur de chaleur, il faut éviter que l’isolant ne s’humidifie. Un bon isolant thermique est donc étanche à l’eau ou hydrophobe et non capillaire, c.-à-d.. qu’il ne peut ni s’humidifier dans la masse, ni transférer l’eau qui aurait traversé la maçonnerie de parement.

L’étanchéité à l’air du mur creux étant assurée par un enduit, la perméabilité à l’air de l’isolant est une propriété de moindre importance. De même, la condensation interne ne posant pas de problème dans un mur creux, la perméabilité à la vapeur d’eau est également une caractéristique de moindre importance. Enfin, vu le faible risque d’exposition à la chaleur de l’isolant, la réaction au feu de l’isolant est une propriété d’importance secondaire.

Pour les murs creux, il est fortement conseillé de choisir des panneaux rigides ou semi-rigides, càd. une mousse rigide ou une laine minérale ayant une masse volumique supérieure ou égale à :

20 kg/m³ pour la laine de verre;
45 kg/m³ pour la laine de roche.

Cas d’un remplissage partiel

Le remplissage partiel se fait en général avec des plaques isolantes rigides ou semi-rigides en matériaux tels que :

la mousse de polystyrène expansé,
la mousse de polystyrène extrudé,
la mousse de polyuréthane,
le verre cellulaire,
la laine minérale hydrofugée, semi-rigide à rigide.
…

Cas d’un remplissage intégral

Dans le cas d’un remplissage intégral, on choisit généralement des panneaux de laines minérales rigides ou semi-rigides ayant reçu un traitement hydrofuge. En effet, ceux-ci permettent de bien colmater la coulisse : les deux parois (intérieure et extérieure) sont maçonnées pour que les faces vues soient planes, il en résulte des irrégularités sur les faces se trouvant dans la coulisse; celles-ci sont « reprises » par un matériau suffisamment souple.

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

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Évaluer l’état de la membrane d’étanchéité

Quelle est la durée de vie normale des membranes d’étanchéité ?

La durée de vie d’une membrane dépend de nombreux facteurs, et notamment :

de sa nature,
de son épaisseur,
de ses armatures,
de la rigidité de son support,
de la façon dont elle est protégée des agents extérieurs,
de la conception et de la réalisation correcte du complexe isolant-étanchéité,
de la façon dont elle est entretenue,
et du site où elle se trouve.

Toutes les étanchéités sont garanties 10 ans.
Dans de bonnes conditions, la durée de vie des membranes actuelles dépassera largement les dix ans.
Des tests réalisés sur des étanchéités anciennes montrent que la longévité de certaines membranes est de toute évidence supérieure à 20 ans.
C’est donc une analyse visuelle qui sera déterminante dans l’évaluation de la vétusté de la membrane.
En cas de doute, des prélèvements suivis de tests peuvent être effectués par des bureaux d’expertise spécialisés.

Quels sont les indices de vétusté ou d’altération d’une membrane d’étanchéité ?

L’eau stagnante

L’eau de pluie stagne sur la toiture.

Les stagnations d’eau sur une toiture présentent différents inconvénients

Des fuites éventuelles peuvent entraîner de graves infiltrations d’eau.

Le gel engendre une sollicitation mécanique.

Les fuites sont plus difficiles à réparer aux endroits humides.

Dans le cas de structures porteuses légères, le poids supplémentaire entraîne des déformations importantes et des contraintes anormales sur la structure.

Les saletés se concentrent, provoquent des nuisances et attaquent la couche de protection.

Les blessures

Ce genre d’altération est généralement provoqué par une agression mécanique extérieure :

La circulation intempestive

La pose de matériaux, d’échafaudage ou d’outils, durant des travaux

La trace d’un pied d’étançon posé sans précaution sur la toiture.

La pose de charges ponctuelles permanentes

Une antenne.

L’isolant est-il capable de supporter la charge permanente ?
Ne faut-il pas agrandir la surface de contact entre le socle et la toiture ?

La grêle

Les effets de la grêle.

Les membranes minces sont plus sujettes aux dégâts causés par des agressions mécaniques (membranes monocouches synthétiques ou bitumineuses).
L’isolant peut également se déformer sous l’effet des charges et provoquer des contraintes de traction dans la membrane d’étanchéité.
Ces agressions sont d’autant plus redoutables que la membrane est rendue fragile par vétusté.
Dans le cas d’une toiture chaude, la perforation de la membrane entraîne immédiatement la pénétration de l’eau dans la couche isolante. Si cette couche est inondable, l’eau va imprégner totalement l’isolant, entraînant une surcharge importante et l’inefficacité de l’isolation. Une fois imprégné, l’isolant ne peut plus sécher et doit être enlevé.
Les dégâts provoqués par la perforation de l’étanchéité d’une toiture chaude sont moindres lorsque l’isolant a été compartimenté ou lorsque l’isolant utilisé est le verre cellulaire (toiture compacte).

Concevoir

Pour savoir comment compartimenter l’isolant.

Les déchirures

Les déchirures sont généralement dues à des tractions excessives dans le plan de la membrane. Ces tensions peuvent provenir d’un retrait du matériau, d’une instabilité thermique du support, une mauvaise réalisation des joints de mouvement.

Déchirures de la membrane.

La végétation

Trois types de développement végétaux peuvent se retrouver sur une toiture plate : les plantes, les algues et les mousses.
Les plantes sont de loin les plus agressives. Les graines amenées par le vent sur l’isolant avant la pose de l’étanchéité, peuvent y trouver, dans certains cas, suffisamment d’humidité pour se développer et perforer la membrane à la recherche de la lumière.

Les graines ont germé et les plantes ont percé la membrane d’étanchéité.

D’autre part, certaines plantes développées au-dessus de la membrane, dans le lestage (gravier, sable, dalles,…) ou dans les dépôts sur une toiture mal entretenue, peuvent en cas de sécheresse au-dessus de la membrane, perforer celle-ci pour aller pomper de l’eau de condensation présente dans l’isolant.

Ces plantes doivent être enlevées et la membrane doit être vérifiée.

Dans le cas des toitures jardins, les membranes sont protégées des racines et les plantes sont choisies en fonction de la faible agressivité de leurs racines vis-à-vis des membranes.

Les toitures-jardins doivent être correctement réalisées.

Les mousses se développent généralement au-dessus de la membrane dans la poussière déposée sur la membrane ou le lestage. Pour se développer, elles n’ont besoin que d’humidité et ne possèdent pas de racines.
Elles ne pénètrent donc pas dans la membrane et ne sont pas agressives sauf en ce qui concerne le maintien de la membrane dans un milieu humide acide.

Des mousses.

Les algues se développent uniquement dans l’eau. On les retrouve donc dans les zones de stagnation.
Ce sont des algues microscopiques qui peuvent s’incruster dans les micro fissures de la membrane et décrocher par effet mécanique lors du séchage, la couche de protection légère de celle-ci (peinture, paillettes d’ardoise, …).
Ces algues survivent par temps sec et forment des croûtes sèches cassantes.

Des algues.

L’usure de la protection UV

Suite à l’action mécanique ou chimique des agents extérieurs (pluie, vent, pollution, chaleur, froid, algues, …) les couches de protection légères de l’étanchéité s’usent et finissent par ne plus remplir leur fonction. L’absence de protection peut avoir provoqué un vieillissement accéléré de la membrane. Son état doit être vérifié et la couche de protection doit être régénérée.

Paillettes d’ardoise, feuille d’aluminium, peinture.

Défauts des fixations mécaniques

Il n’est pas possible de connaître l’état des fixations mécaniques sans effectuer un sondage. Néanmoins, certains indices extérieurs peuvent indiquer des désordres: déchirure autour de la fixation, soulèvement du complexe étanchéité + isolant, poinçonnement de l’étanchéité par la fixation, …

Localement, les fixations sollicitent plus fort la membrane.

Les boursouflures
Les boursouflures sont dues à l’occlusion de poches d’air humide ou de vapeur d’eau entre les différentes couches qui composent l’étanchéité.
La poche peut se trouver entre les différentes couches de l’étanchéité multicouche, ou entre l’isolant peu perméable à la vapeur d’eau et l’étanchéité.
Les boursouflures en elles-mêmes ne sont pas source d’infiltration, mais rendent l’étanchéité fragile aux contraintes mécaniques (circulation pour l’entretien, …)

Des boursouflures.

Les plis
Les plis peuvent être dus à une mauvaise fixation de la membrane d’étanchéité ou à un coefficient de dilatation trop élevé du matériau constituant la membrane.

Des plis.

Les fissures, craquelures, émiettements
Le vieillissement de la membrane sous l’effet des rayonnements UV, des variations de températures, des chocs thermiques, l’évaporation de certains constituant se traduit par une fragilisation de celle-ci entraînant des désordres profonds visibles en surface.

Vieillissement de la membrane.

Comment réagir ?

Améliorer

Pour savoir comment réparer la membrane d’étanchéité.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Isolation par l’extérieur

Les systèmes à structure

Cette technique peut être déclinée en de nombreuses variantes et de nombreux matériaux peuvent être utilisés mais on retrouvera toujours :

Une structure en bois massif, bois composite ou dérivés ou encore métal. La structure est uniquement fixée à la façade existante ou supportée en bas de mur. Elle peut aussi être fermée pour former des caissons dans lesquels l’isolation peut être insufflée.
Un isolant thermique remplissant l’intervalle de l’ossature. On peut trouver une isolation en laine végétale ou minérale, en cellulose, en panneaux dérivés du bois ou des produits pétroliers, etc.
Une finition extérieure fixée sur la structure. Cette finition peut être constituée d’un panneau enduit minéral ou synthétique ou d’un bardage en bois, métallique ou en plastique.
Une membrane d’étanchéité à l’air peut être intégrée au système.

Cette technique permet de conserver l’indépendance des éléments, grâce à leur assemblage mécanique, et donc la possibilité de les désassembler complètement ou partiellement en fin de vie.

L’ensemble peut également être constitué d’éléments préfabriqués.

Mur plein existant.
Ancrages.
Isolant thermique.
Ossature.
Lame d’air, ventilée ou non.
Structure, verticale ou horizontale, support de la finition.
Panneaux, support de l’enduit.
Enduit.
Lattage, fixé transversalement à la structure.
Bardage.

Remarques.
La structure bois doit être traitée contre les attaques par les champignons et les insectes.

Ci-dessus, on n’a représenté que la partie courante du mur. L’isolation par l’extérieure de la partie du mur enterré n’est pas représentée.

Les panneaux isolants collés

Ce système est le plus courant. Il est constitué :

D’un mortier de collage et/ou de fixation mécanique. Le collage des panneaux isolant rend très difficile tout tri et recyclage des éléments en fin de vie. Les fixations mécaniques, même si elles constituent des faiblesses thermiques, sont préférables.Pour un support ancien recouvert de peinture ou d’un enduit, il y a lieu de vérifier leur bonne adhérence à la maçonnerie et leur comptabilité avec le produit de collage de l’isolant. Toute partie qui ne serait pas stable doit être décapée. Si la surface de l’enduit est irrégulière, celle-ci doit être ragréée. La surface doit être propre, dépoussiérée (brossage) et sèche.
De panneaux d’isolant : le polystyrène expansé et de panneaux semi-rigides de laine minérale sont les isolants les plus fréquemment mis en œuvre. Les panneaux de fibre de bois et de liège sont des alternatives plus écologiques, le verre cellulaire est utilisé pour son comportement au feu et sa perméabilité à la vapeur d’eau, le polystyrène extrudé (XPS), la mousse polyuréthane (PUR), la mousse phénolique (PF), très performants thermiquement, peuvent également être utilisés.
D’un enduit de finition armé d’un treillis synthétique ou métallique.

Mur plein existant.
Mortier de collage de l’isolant.
Panneau d’isolation.
Armature synthétique ou métallique + sous-couche de l’enduit.
Enduit de finition.

Bruxelles Environnement a édité une vidéo illustrative de la mise en œuvre correcte des panneaux d’isolation collés :
Isolation : Éviter les ponts thermiques lors du placement d’isolant en panneaux – [Vidéo réalisée dans le cadre du projet Conclip, soutenu par Bruxelles Environnement].

Remarques.

La plupart des ciment-colle ont des impacts environnementaux très lourds. Même utilisés en faible épaisseurs, ils font de ce type de système un système peu écologique.

Les systèmes à enduit nécessitent un entretien au minimum tous les 10 ou 15 ans pour des raisons esthétiques (encrassement de l’enduit). Des problèmes d’apparition de mousses peuvent survenir sur les façades non exposées au soleil.

Ci-dessus, on n’a représenté que la partie courante du mur. L’isolation par l’extérieur de la partie du mur enterré n’est pas représentée.

La création d’un mur creux isolé

Le but est d’obtenir un réel mur creux « moderne » composé de :

La surface de la maçonnerie existante qui doit être sèche, propre et dépoussiérée.
Un isolant posé contre le mur plein. Il est fixé mécaniquement à la paroi à l’aide de crochets et rondelles.
un mur de parement monté devant l’isolation en laissant ou non un espace formant coulisse, dans ce cas, celle-ci a une épaisseur de 2 à 3 cm. Le mur de parement est également relié mécaniquement au mur porteur via les crochets.

Dans le cas d’une remplissage partiel de la coulisse, tous les panneaux isolants sont fixés. On contrôle ensuite toute la surface (fermeture des joints, ancrage des crochets, intégrité des panneaux…). Ensuite seulement, le mur de parement est monté.

Dans le cas d’une remplissage intégral, l’isolant est en général une laine minérale traitée (hydrophobe et non capillaire). Le mur de parement est monté en même temps que l’isolant.

Maçonnerie existante.
Cornière métallique avec protection anti-corrosion, ancrée mécaniquement au mur porteur.
Membrane d’étanchéité pour protéger l’isolant contre l’humidité.
Membrane d’étanchéité collée au mur porteur et engravée, et joint vertical ouvert.
Isolant thermique.
Mur de parement.

Bruxelles Environnement a édité une vidéo illustrative de la mise en œuvre correcte des panneaux d’isolation en mur creux :

Isolation : Isolation correcte d’un mur creux – [Vidéo réalisée dans le cadre du projet Conclip, soutenu par Bruxelles Environnement].

Remarques.

Les déchets de mortier dans la coulisse doivent être enlevés au fur et à mesure de l’élévation du parement.

Une membrane d’étanchéité et un joint vertical ouvert doit être prévu à toute interruption de la coulisse (pied de mur, linteau) pour drainer vers l’extérieur les eaux infiltrées dans la coulisse.

Les joints de la maçonnerie de parement doivent être bien fermés de manière à éviter les infiltrations d’eau.

Les enduits isolants

L’enduit isolant consiste en une couche isolante constituée par un mortier composé de granulés (polystyrène expansé et/ou perlite, …) et d’un liant de type ciment. Si le mur est très absorbant, un mortier d’accrochage est préalablement projeté sur celui-ci pour assurer une bonne adhérence entre le support et l’enduit isolant. La couche isolante est ensuite recouverte d’une couche de finition le plus souvent à base d’un liant hydraulique (cimentage).

Mur existant.
Couche d’accrochage.
Enduit isolant.
Enduit minéral décoratif.

Remarque.
Les mortiers constitués de ciment et de billes de polystyrène expansé ou de perlite siliconée ont, en général, une masse volumique comprise entre 200 et 450 kg/m³ et un coefficient de conductivité thermique λ entre 0,07 et 0,12 W/mxK. Ces enduits dits « isolants » ne peuvent donc être considérés comme des isolants proprement dits.

Dès lors, cette technique nécessite des épaisseurs excessives pour atteindre un coefficient de transmission thermique U de 0,24 W/m²K demandé par la réglementation.

Comportement à l’étanchéité à l’eau de pluie

La mise en œuvre d’une isolation par l’extérieur exige que l’isolant soit protégé de l’eau de pluie. Dans le cas d’un parement extérieur non étanche à l’eau (bardage, maçonnerie, …), il est nécessaire de prévoir une coulisse pour drainer l’eau qui se serait infiltrée au-delà du parement ainsi qu’une sortie au pied du mur pour évacuer cette eau vers l’extérieur. Cette technique peut également être utilisée lorsque l’enduit est supporté par la structure indépendante.

Lorsque l’enduit est directement appliqué sur l’isolant, c’est lui qui assure l’étanchéité à la pluie. Il doit être choisi tel qu’il n’absorbe pas trop d’eau et que celle qu’il aurait absorbée sèche rapidement par l’extérieur.

Comportement à la condensation superficielle

L’isolant thermique extérieur suffisamment épais et correctement mis en œuvre permet de supprimer tout risque de condensation superficielle sur la face intérieure du mur. En effet, elle permet, dans la plupart des cas, d’éviter tous les ponts thermiques.

Il faut toutefois veiller à la continuité de l’isolation au niveau des détails suivants :

soubassement de façade,
retour de baie,
éléments en encorbellement (balcons, corniches, …),
jonction entre le mur isolé et le mur extérieur (mur coupe-vent, par exemple).

Comportement à la condensation interne

Le mur plein isolé par l’extérieur ne présente pas de risque de condensation interne pour autant que la migration de vapeur puisse se faire normalement de l’intérieur vers l’extérieur. Ce qui peut s’obtenir des 3 façons suivantes :

Soit par une finition extérieure perméable à la vapeur tout en étant imperméable à la pluie battante, pour autant que le climat intérieur soit « normal » (classe de climat intérieur inférieure à III).

La mise en œuvre de l’isolation du côté extérieur empêche la formation de condensation interne pour autant que l’isolation ne reçoive pas une finition étanche à la vapeur d’eau.

Soit par une lame d’air ventilée entre l’isolant et la finition extérieure.
Soit dans le cas d’un revêtement extérieur imperméable à la vapeur, en plaçant un pare-vapeur sur la face intérieure du mur ou du côté chaud de l’isolant.

Comportement à l’étanchéité à l’air

Il faut éviter, à tout prix, que de l’air froid extérieur, ne puisse s’infiltrer du côté intérieur du mur; ce qui réduirait sensiblement l’efficacité de l’isolation. Pour que cette étanchéité soit effective, il faut que les panneaux isolants soient posés de manière bien jointive. De plus, si l’isolant est perméable à l’air (laine minérale, par exemple), il doit être posé sur un support lui-même étanche à l’air.

De plus, pour éviter les courants de convection, les panneaux doivent être appliqués contre le mur-support. Le risque est encore plus important lorsqu’il y a une lame d’air ventilée entre l’isolant et le parement extérieur.

Schéma sur le comportement à l'étanchéité à l'air.

Enfin, il faut éviter toute perforation de la maçonnerie intérieure qui permettrait une pénétration directe d’air intérieur (humide) dans l’isolant.

Comportement thermique du bâtiment isolé par l’extérieur

L’isolation extérieure permet de garder accès à la capacité thermique du bâtiment; ce qui entraîne des refroidissements et réchauffements moins brutaux du climat intérieur.

Cela permet de réduire les risques de surchauffe en été.

Mais en cas de chauffage intermittent, le réchauffement prendra plus de temps.

Comportement aux fissurations du mur plein isolé par l’extérieur

Le placement de l’isolant du côté extérieur de la maçonnerie réduit très fortement les variations de température au sein de la maçonnerie. En effet, celles-ci restent très proches des températures intérieures relativement constantes par rapport aux températures extérieures. Ce qui supprime pratiquement les risques de fissurations d’origine thermique de la maçonnerie.

Évolution de la température au sein d’un mur plein isolé par l’extérieur lors d’une journée d’été et lors d’une journée d’hiver.

Enduit extérieur.
Isolation thermique (5 cm).
Maçonnerie.
Enduit intérieur.

Par contre, vu la position de l’isolant et la faible inertie thermique de l’enduit extérieur, celui-ci peut être soumis à des écarts de température allant jusqu’à plus de 50°C. Pour réduire le risque de fissuration de l’enduit (sans l’exclure), celui-ci doit donc être muni d’une armature.

Remarque : ce sont les variations de température de courte période qui provoquent le plus de sollicitations thermiques dans l’enduit extérieur.

Découvrez ces exemples de rénovation de l’enveloppe : les bâtiments existants du CoRI, les locaux du bureau d’études écoRce à Liège et le Centre d’accueil pour réfugiés « Le Merisier » à Fraipont.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Réparer l’isolation

Que faire lorsque l’isolant est détrempé ?

Lorsque suite à

une infiltration;
ou à une mauvaise conception (pare-vapeur insuffisant);
ou à une mauvaise réalisation (pare-vapeur mal posé),

l’isolant a été noyé, il est quasiment impossible qu’il parvienne à sécher naturellement même si les sources d’humidification ont été supprimées.

Un isolant trempé perd toute efficacité.

Il est donc nécessaire de le remplacer.

Son remplacement nécessite en outre l’enlèvement de la membrane d’étanchéité et la pose d’une nouvelle.

Lorsque les désordres sont dus à un défaut du pare-vapeur, outre le remplacement de l’isolant et de la membrane, le pare-vapeur lui-même devra être renforcé ou remplacé par un autre plus efficace.

En cas de fuite à travers la membrane, les dégâts peuvent être limités si lors de la réalisation initiale de la paroi, l’isolant à été compartimenté. Dans ce cas, seule la zone altérée devra être refaite.

Concevoir

Pour savoir , comment compartimenter l’isolant.

Remarque.

De par sa nature le verre cellulaire ne peut s’humidifier, le verre étant étanche tant à l’eau qu’à la vapeur. Il ne sera donc jamais nécessaire de le remplacer pour cause d’humidification.

Que faire lorsque l’isolant est écrasé ?

Lorsque l’isolant a été accidentellement écrasé, ses qualités d’isolation diminuent à l’endroit de l’écrasement.

Si l’écrasement est local, il y a risque de pont thermique à cet endroit. S’il ne provoque pas de condensation superficielle ou interne, il aura pour seule conséquence une perte d’énergie. Celle-ci sera cependant limitée à cause de la petite surface concernée.
Il ne sera donc alors pas nécessaire d’intervenir, sauf si l’écrasement a provoqué une rupture de la membrane d’étanchéité accompagnée d’infiltrations.

Si l’écrasement risque de se reproduire (à cause de circulations ou de dépôts d’objets lourds), il est intéressant de remplacer dans les zones concernées l’isolant par un autre ayant une meilleure résistance à la compression ou de répartir dans ces zones, les charges à l’aide de plaques de répartition.

Si l’écrasement concerne de grandes surfaces, la qualité thermique de la paroi est fortement diminuée. Il convient alors de vérifier si le niveau d’isolation est acceptable.

Évaluer

Pour évaluer le niveau d’isolation.

Le remplacement de l’isolant nécessiterait l’enlèvement et le remplacement de la membrane et donc un coût important. Si l’isolant n’est pas trempé il peut être conservé ainsi que la membrane d’étanchéité. L’intervention sur la toiture consisterait alors simplement à augmenter l’isolation thermique de la toiture existante.

Améliorer

Pour savoir comment augmenter l’isolation thermique.

Que faire lorsque l’isolant n’est plus continu ?

Suite à des retraits, des mouvements thermiques ou des contraintes mécaniques extérieures, il arrive que les panneaux isolants rétrécissent ou se déplacent créant ainsi des discontinuités dans la couche isolante.

Évaluer

Pour évaluer la déformation de l’isolant.

Là où l’isolation est interrompue, il y a présence de pont thermique. S’il ne provoque pas de condensation superficielle ou interne, il aura pour seule conséquence une perte d’énergie. La qualité thermique de la paroi est diminuée. Il convient de vérifier si le niveau d’isolation résultant est toujours acceptable sinon il faudra réparer le désordre.

Pour les toitures plates, il sera également nécessaire d’intervenir, si la déformation de l’isolant a provoqué une rupture de la membrane d’étanchéité accompagnée d’infiltrations.

Dans le cas d’une toiture chaude, il est nécessaire d’enlever et de replacer correctement l’isolant, et si ce n’est pas possible, le remplacer. Cette intervention nécessite évidemment l’enlèvement de la membrane d’étanchéité existante et la pose d’une nouvelle. S’il existe un lestage, celui-ci doit également être déplacé durant les travaux.

Dans le cas d’une toiture inversée, après enlèvement du lestage, l’isolant est enlevé et replacé correctement. Le lestage est ensuite replacé.

Que faire lorsque l’isolant fragilisé n’assure plus la stabilité au vent de la couverture ?

Sous l’effet du vent, l’isolant d’une toiture chaude dont les couches sont collées, peut se délaminer, s’il est de qualité insuffisante.

Dans ce cas, la couverture risque de s’envoler en cas de vent violent. Il convient donc de renforcer la fixation.

Si le support est capable de porter un lestage supplémentaire, la couverture peut être lestée.

Si le support est métallique ou en bois, une nouvelle fixation mécanique peut être mise en place. Elle nécessitera une couche de membrane d’étanchéité supplémentaire pour couvrir les fixations.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir la technique d’isolation d’un mur

La qualité hygrothermique recherchée

Continuité de l’isolation

Avec une isolation par l’intérieur, la continuité de l’isolation est très difficile à assurer au droit des murs de refend, des planchers, des fondations, des plafonds et des balcons. Avec une isolation par l’extérieur, la continuité de l’isolation est plus facile à assurer; seul le pont thermique au droit d’un balcon reste difficile à éviter. Dans les deux systèmes d’isolation, des précautions particulières doivent être prises au niveau des baies (linteaux, seuils, retours de baies). L’isolant insufflé dans la coulisse d’un mur creux ne sera continue que si cette coulisse n’est pas interrompue par les liaisons structurelles ou autres entre le parement et le mur porteur.

L’importance des ponts thermiques dans une isolation par l’intérieure, va, non seulement, engendrer des risques de condensation superficielle mais augmente également les déperditions calorifiques.

Isolation par l’extérieur et par l’intérieur.

Exemple.

Dans des immeubles collectifs à structure lourde, on a calculé que l’isolation par l’extérieur engendrant 2 à 3 fois moins de ponts thermiques que l’isolation par l’intérieur, une épaisseur de 5 cm équivalait à une épaisseur d’isolation intérieure de 7 à 10 cm au niveau des déperditions thermiques globales du bâtiment.

Inertie thermique

L’isolation par l’extérieur ou dans la coulisse permet de conserver l’accessibilité et donc d’utiliser l’inertie thermique des murs extérieurs, ce qui engendre des variations moins rapides du climat intérieur des locaux. L’inertie permet ainsi de limiter les surchauffes en été.

Le mur de façade, lorsqu’il est isolé par l’intérieur, ne peut plus accumuler puis restituer la chaleur (ou la fraîcheur) intérieure, ce qui diminue l’inertie thermique du bâtiment et est favorable en cas d’occupation intermittente.

Contraintes hygrothermiques dans le gros-œuvre

Un système d’isolation par l’extérieur protège le gros-œuvre des pénétrations de pluie, des variations importantes de température journalière et saisonnière ainsi que du gel et donc des contraintes hygrothermiques qui les accompagnent.

Avec une pose d’un isolant par l’intérieur, au contraire, les variations de température journalières et saisonnières sont amplifiées, engendrant des contraintes résultant des variations thermiques et des alternances d’humidification et de séchage des maçonneries. Dans ces conditions, des fissures résultant de mouvements hygrothermiques peuvent difficilement être évitées.

Ces mêmes contraintes peuvent se produire dans le parement lorsqu’on insuffle de l’isolant dans la coulisse. On vérifiera au moins par un test que la brique du parement n’est pas gélive.

L’importance des travaux que l’on est prêt à réaliser

L’isolation par l’extérieur ou dans la coulisse permet de ne pas devoir déplacer les conduites et appareils électriques, sanitaires et de chauffage. Par contre, lorsqu’on isole par l’extérieur, étant donné la surépaisseur, des problèmes d’alignement extérieurs doivent être résolus, par exemple au droit des gouttières, des descentes d’eau, des raccords avec les propriétés voisines ou publiques.
Les seuils en pierre doivent être remplacés par des seuils moins épais.
Dans certains cas (exemple : dormant des châssis trop fins, …), il faut remplacer les châssis ou tailler dans les maçonneries.

L’isolation par l’intérieur nécessite le déplacement des appareils électriques, sanitaires et de chauffage placés du côté des murs de façade.

En outre, l’isolation par l’intérieur permet d’isoler un ou plusieurs locaux mais pas nécessairement l’ensemble du bâtiment.

L’esthétique et les contraintes urbanistiques

L’isolation par l’extérieur modifie, en général, l’aspect extérieur du bâtiment. Une demande de permis d’urbanisme est nécessaire. Si le revêtement extérieur est vétuste, ce système améliore l’aspect extérieur.

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, la hauteur du dormant du châssis peut paraître moins importante.

Vu les risques liés à l’isolation par l’intérieur, cette technique ne peut se justifier que lorsque l’aspect extérieur doit rester inchangé (briques ou pierres « de caractère »….).

Notons cependant que l’évolution des besoins en matière d’isolation thermique des bâtiments va engendrer nécessairement une modification dans l’expression architecturale extérieure de ceux-ci. Cette évolution est comparable à celle qu’a connu le bâti au cours des siècles suites à l’évolution des techniques constructives et de chauffage, de la densité de la population et des exigences de confort.

L’isolation par remplissage de la coulisse ne modifie en rien l’esthétique de la façade, ni l’aspect de la finition à l’intérieur du bâtiment. Son efficacité est cependant limitée par l’épaisseur disponible pour l’isolant.

L’espace intérieur disponible

L’isolation par l’intérieur diminue l’espace intérieur disponible.

Exemple.

On isole un bâtiment par l’intérieur. Un local de (7 x 4) m², soit 28 m², par exemple, dont 2 des murs sont des murs de façade, une épaisseur de 10 cm d’isolant + finition diminue la surface au sol de 1,09 m², soit 4 %.

Certains locaux étroits peuvent devenir inutilisables. Un WC large de 90 cm se retrouve après transformation large de 78 cm. Et la tête de mur d’un côté de la porte doit être refaite.

Problème de l’isolation par l’intérieur des locaux étroits.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Protections intérieures

Les stores enroulables et les stores plissés

Description

Le mécanisme des stores enroulables intérieurs est similaire à celui de leurs homologues extérieurs.

Les stores plissés peuvent être à simple ou double paroi (structure alvéolaire). Ils associent une certaine esthétique à la protection.

Facteur solaire

Le facteur solaire d’un ensemble vitrage-store intérieur dépend de la composition de la toile :

Composée de feuilles réfléchissantes : FS associé à du double vitrage clair = … 0,2 …
En tissu (semblable aux stores extérieurs) en simple ou double paroi : FS associé à du double vitrage = 0,33 .. 0,55.

en fonction de la couleur et du coefficient d’ouverture de la toile. A même coefficient d’ouverture, plus le store est foncé, moins la protection est efficace. Pour que la protection solaire soit la plus efficace possible contre les surchauffes, on cherchera donc des toiles avec un coefficient de réflexion élevé (couleurs claires).

Transmission lumineuse

D’une manière générale :

TL = 0,02 .. 0,08 pour les stores réfléchissants et 0,04 .. 0,38 pour les stores en tissu.

La transmission lumineuse dépend de la couleur et du coefficient d’ouverture du store. Plus celui-ci sera clair, plus la lumière transmise sera importante. Remarquons que la transmission lumineuse de certains stores réfléchissants peut être insuffisante pour assurer un éclairage naturel lors du déploiement.

Pouvoir isolant

Dans le cas de stores en tissu, le coefficient U d’un double vitrage peut diminuer de 10 (tissu simple) à 25 % grâce à l’adjonction de la protection. Notons que l’ajout d’une protection intérieure permet aussi d’augmenter le confort de l’occupant à proximité de la fenêtre en coupant l’effet de rayonnement « froid » (particulièrement important pour les vitrages simples ou doubles anciens).

Moduler la protection par rapport aux besoins

Les possibilités de modulation sont semblables au cas des stores extérieurs. Les stores plissés sont généralement manœuvrés manuellement. Tandis que les stores enroulables peuvent être motorisés et automatisés

Notons que certains fabricants proposent des stores pouvant être rétractés soit en partie supérieure, soit en partie inférieure de la fenêtre. Ceci est un plus en matière de gestion de l’éclairage naturel. En effet, la partie haute de la fenêtre joue un rôle important en matière de distribution de la lumière en profondeur dans les locaux.

Résister aux contraintes mécaniques et à l’encrassement

Les stores intérieurs ne sont évidemment pas soumis aux perturbations extérieures. Ceci élimine un des objectifs d’une automatisation éventuelle si on ne doit pas craindre le vandalisme (lieux publics).

Possibilité de ventilation naturelle des locaux

Les fabricants risquent de ne pas couvrir une détérioration du store due à l’ouverture d’une fenêtre (air s’infiltrant entre la protection et le vitrage du fait de fenêtres voisines ouvertes pour les stores solidaires de l’ouvrant, courant d’air ou ouverture subite de la fenêtre pour les stores fixés au dormant ou au linteau).

Placement possible en rénovation sur une fenêtre existante

Les stores ne modifient en rien l’aspect extérieur du bâtiment.

Ils peuvent être fixés au dormant ou à l’ouvrant de la fenêtre ou encore au linteau.

Dans le cas de fenêtres ouvrantes, la place disponible doit être suffisante pour conserver la liberté d’ouverture lorsque le store est relevé. Lorsque le store est fixé au dormant ou au linteau, l’ouvrant ne peut heurter ni le store roulé, ni les guides éventuels. Lorsque le store 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.

Les stores plissés peuvent en outre s’adapter aux fenêtres de forme non rectangulaire.

Vision au travers et intimité des occupants

Les stores extérieurs modifient la vue de et vers l’intérieur de la pièce..

Exemple : vues au travers de différentes protections solaires enroulables de type « toile »

	Vue au travers de jour depuis l’intérieur	Vue au travers de nuit depuis l’extérieur
Noir Coefficient d’ouverture (C.O.) : 3.3
Noir C.O.:19.8
Blanc C.O. :4.3
Blanc C.O. :12.1

Source : Projet PROSOLIS UCL-CSTC financé le SPW). Publié dans CSTC Contact 2014/3. Outil d’aide au choix des protections solaires disponible sur : www.prosolis.be.

Les stores à lamelles et les stores vénitiens

Description

Les stores à lamelles verticales et les stores vénitiens peuvent être considérés comme un mode semblable de protection.

Les premiers sont composés de lames verticales orientables et escamotables de part et d’autre de la fenêtre, en aluminium laqué ou en tissu (semblable au tissu des stores enroulables).

Les stores vénitiens comportent des lames horizontales orientables en aluminium laqué, matière plastique ou bois. Certains stores peuvent avoir des lamelles perforées. Les stores peuvent être remontés ou abaissés selon les désirs. La largeur des lames peut être choisie en fonction de l’effet esthétique recherché.

Facteur solaire

D’une manière générale : FS associé à un double vitrage = 0,36 .. 0,60

Le degré de protection dépend entre autres de la couleur du store. Plus les lames seront de couleur claire et réfléchissante, plus la protection sera importante.

Les stores à lamelles ou vénitiens intérieurs offrent une protection souvent insuffisante contre les surchauffes.

Leur impact sur le confort thermique des occupants se limite principalement (ce qui peut être suffisant en fonction des besoins) à ‘couper’ le rayonnement chaud en provenance du vitrage ensoleillé.

Le choix de ce type de store sera principalement commandé par des objectifs visuels et/ou esthétiques.

Transmission lumineuse

Le principal objectif de ce type de store est de gérer l’éclairement naturel d’un local. La quantité de lumière transmise à l’intérieur d’un local dépendra de l’orientation des lames que choisira l’utilisateur en fonction de ses besoins.

Comme pour les stores vénitiens extérieurs, une orientation judicieuse des lames permettra de diffuser la lumière plus profondément dans les locaux tout en protégeant les occupants de l’éblouissement aux abords des fenêtres.

Certains stores en tissu conservent une certaine transparence lorsque les lamelles sont complètement fermées. Dans ce cas, ils ont une TL semblable aux stores enroulables en tissu.

Exemple : Un store vénitien avec des lames de 16 mm.

Pouvoir isolant

L’impact de la protection sur les déperditions du vitrage sera faible.

Moduler la protection par rapport aux besoins

La manipulation des protections peut être réalisée grâce à des cordons, des chaînettes ou des manivelles ou peut être motorisée, ce qui facilite l’utilisation.

Résister aux contraintes mécaniques et à l’encrassement

Les stores à lamelles, étant intérieurs, sont peu soumis aux contraintes mécaniques.

Possibilité de ventilation naturelle des locaux

L’ouverture des fenêtres sera parfois malaisée lorsque l’on veut profiter de la protection. En effet, la protection sera souvent fixée à la partie fixe de la fenêtre (linteau, dormant). Pour les fenêtres basculantes, certains fabricants proposent des stores solidaires de l’ouvrant et des guides qui permettent l’ouverture tout en conservant la protection.

Placement possible en rénovation sur une fenêtre existante

Comme pour la plupart des protections intérieures, le placement des stores derrière des fenêtres existantes ne pose guère de problème.

Intimité des occupants

En fonction de l’orientation des lamelles, il est souvent possible de conserver une vue de l’intérieur vers l’extérieur tout en limitant les indiscrétions.

Les films adhésifs

Description

Un film est apposé de façon indélébile (le décollement du film est possible mais très difficile) sur une face du vitrage (généralement à l’intérieur).

Facteur solaire

La pose d’un film permet de réduire les gains solaires à travers de la fenêtre de 10 à 80 % en fonction du film choisi.
Dans certaines conditions défavorables, la pose d’un film peut entraîner le bris du vitrage sous les contraintes thermiques. Pour prévenir ce problème, il faut :

Choisir parmi les produits présents sur le marché et apportant une protection solaire satisfaisante, des films dont les capacités à absorber la chaleur sont très réduites (choisir les couleurs claires et très réfléchissantes).
Procéder à un examen de l’état des menuiseries et du vitrage. Un vitrage qui n’a pas de possibilité de dilatation (coincé dans le châssis, joints durcis, … ) risque de se briser.

Pour prévenir tout désagrément ultérieur, des garanties et un examen de sa propre situation peuvent être demandés aux fabricants de films.

Remarquons que le problème de tensions thermiques dans le vitrage est surtout crucial lorsque le film est placé à l’intérieur. En position extérieure, le film réfléchit le rayonnement avant qu’il n’atteigne le vitrage, évitant ainsi l’échauffement du verre.

Transmission lumineuse

Il faut évidemment considérer que lorsque la transmission énergétique au travers de la protection diminue, la transmission lumineuse diminue aussi.

D’une manière générale : TL = 0,04 ..0,80

Pouvoir isolant

Certains films sont dits « à basse émissivité ». Ils réfléchissent le rayonnement de chaleur vers l’intérieur. Leur application permet une diminution des pertes en énergie au travers d’un vitrage pouvant aller jusqu’à 30 %.

Il n’existe pas de relation entre le pouvoir isolant du film et son facteur solaire.

Moduler la protection par rapport aux besoins

La modulation est par définition nulle. De plus, on peut considérer que la protection est placée de façon indélébile. Après installation, un enlèvement ultérieur n’est souvent plus possible.

Ceci implique une réflexion préalable au choix des caractéristiques du film, ce choix ne pouvant plus être modifié après la pose.

Résister aux contraintes mécaniques et à l’encrassement

La plupart des films sont apposés sur la face intérieure du vitrage et ne sont soumis a priori à aucune contrainte mécanique. Le nettoyage de la vitre avec film est semblable au nettoyage de la vitre non protégée.

Certains films sont prévus pour une pose extérieure. Des garanties quant à leur résistance aux contraintes extérieures sont à demander aux fabricants.

Il existe des films qui associent protection solaire et protection du vitrage en cas de choc. Ces films sécurité constituent une défense contre les effractions et limitent les risques résultant des bris de verre.

Possibilité de ventilation naturelle des locaux

Les possibilités d’ouverture des fenêtres après pose du film restent inchangées.

Placement possible en rénovation sur une fenêtre existante

La pose de films protecteurs s’applique typiquement à la rénovation. Elle permet de corriger un mauvais choix des caractéristiques des vitrages.

La mise en place de la protection est rapide et ne demande pas de travaux lourds.

La possibilité de coller certains films sur la face extérieure du vitrage facilite certaines rénovation comme par exemple la protection des fenêtres de toit élevées.

L’aspect du film (couleur, réfléchissant, …) modifiera l’aspect extérieur du bâtiment, lui apportant parfois un « plus » esthétique. Par contre la forme de l’enveloppe du bâtiment est totalement inchangée.

Intimité des occupants

Certains films permettent une vue de l’intérieur vers l’extérieur mais pas l’inverse.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir le modèle d’isolation du plancher des combles

Le plancher léger sans aire de foulée

Dans le cas du plancher léger sans aire de foulée, l’isolation peut :

être placée entre les gîtes,
envelopper complètement le plancher,
être posée au-dessus du gîtage.

L’isolation entre les gîtes

Avantages

permet la pose ultérieure d’une aire de foulée ou d’entreposage;
encombrement minimum du plancher.

Inconvénients

difficulté d’encastrer des appareils dans le plafond;
léger pont thermique au droit des gîtes;
ajustage de l’isolant nécessaire.

Elle peut se réaliser de plusieurs façon :

L’isolation enveloppant, par le haut, l’ensemble du plancher

Avantages

pas de pont thermique au droit des gîtes;
pas de découpage de l’isolant.

Inconvénients

pose difficile;
difficulté d’encastrer des appareils dans le plafond;
ne permet pas la pose ultérieure d’une aire de foulée ou d’entreposage sans enlever l’isolant;
surface d’isolant nécessaire plus importante.

Par matelas de laine minérale

Isolation enveloppant l’ensemble du plancher non circulable.

L’isolation au-dessus du gîtage

Avantages

pas de pont thermique au droit des gîtes;
pas de découpage de l’isolant et pose facile;
possibilité d’encastrer les appareils d’éclairage dans le plafond;
permet éventuellement la pose ultérieure d’une aire de foulée ou d’entreposage sans enlever l’isolant si celui-ci résiste suffisamment à la compression.

Inconvénients

plaque de support supplémentaire;
épaisseur de plancher (isolant compris) plus importante.

Isolation continue au-dessus du gîtage
d’un plancher non circulable.

Le plancher léger avec aire de foulée

Dans le cas d’un plancher léger avec aire de foulée, l’isolation peut :

être placée entre les gîtes;
être posée au-dessus du plancher, sous l’aire de foulée.

L’isolation entre les gîtes

Avantages

encombrement minimum du plancher.

Inconvénients

difficulté d’encastrer des appareils dans le plafond;
léger pont thermique au droit des gîtes;
ajustage de l’isolant nécessaire.

Par panneaux de laine minérale semi-rigide entre les gîtes

Isolant semi-rigide
entre gîtes d’un plancher circulable.

Par matelas à languettes entre les gîtes

Matelas isolant avec languettes
entre gîtes d’un plancher circulable.

Par panneaux rigides entre les gîtes

Panneaux isolants rigides entre gîtes
d’un plancher circulable.

Par flocons ou granulés d’isolant entre les gîtes

Isolant posé en vrac entre les gîtes
d’un plancher circulable.

L’isolation au-dessus du plancher et sous l’aire de foulée

Avantages

pas de pont thermique au droit des gîtes dans le cas où l’isolant est rigide et ne nécessite pas de lambourdes;
pas de découpage de l’isolant et pose facile dans le cas où l’isolant est rigide et ne nécessite pas de lambourdes;
possibilité d’encastrer les appareils d’éclairage dans le plafond;

Inconvénients

plaque de support supplémentaire;
épaisseur de plancher (isolant compris) plus importante.

Par isolants souples ou semi-rigides entre lambourdes

Isolation entre lambourdes au-dessus
du gîtage d’un plancher circulable.

Par panneaux isolants rigides

Isolation continue au-dessus
du gîtage d’un plancher circulable.

Le plancher lourd sans aire de foulée

Dans le cas du plancher lourd sans air de foulée, l’isolant doit de préférence être placé au-dessus du plancher lourd. Il est vivement déconseillé de placer l’isolant sous le plancher lourd.

L’isolation au-dessus du plancher lourd

Avantages

pas de pont thermique;
pas de découpage de l’isolant et pose facile;
le plancher lourd ne subit pas de contraintes internes dues à une variation importante de température;
permet éventuellement la pose ultérieure d’une aire de foulée ou d’entreposage sans enlever l’isolant si celui-ci résiste suffisamment à la compression.

L’isolation au-dessus du plancher lourd se fait :

Par matelas de laine minérale sur le plancher

Matelas isolant au-dessus
d’un plancher lourd non circulable.

Par panneaux rigides sur le plancher

Isolant rigide au-dessus
d’un plancher lourd non circulable.

Par flocons ou granulés d’isolant sur le plancher

Isolant posé en vrac au-dessus
d’un plancher lourd non circulable.

Le placement de l’isolant sous le plancher (une solution à éviter !)

Avantages

l’aire de foulée est facile à aménager plus tard.

Inconvénients

ponts thermiques à l’aplomb des murs porteurs;
pose difficile de l’isolant au plafond;
le plancher lourd subit des contraintes internes dues à une variation importante de température;
difficulté de placer correctement le pare-vapeur par le dessous. D’où risque de condensation interne.

Le plancher lourd avec aire de foulée

Dans le cas du plancher lourd avec air de foulée, l’isolant doit de préférence être placé au dessus du plancher lourd, sous l’aire de foulée.
Il est vivement déconseillé de placer l’isolant sous le plancher lourd.

L’isolation au-dessus du plancher lourd

Avantages

pas de pont thermique;
pas de découpage de l’isolant et pose facile;
le plancher lourd ne subit pas de contraintes internes dues à une variation importante de température;

Inconvénients

l’aire de foulée est moins solide que la dalle brute.

L’isolation au-dessus du plancher lourd se fait :

Par isolants souples ou semi-rigides entre lambourdes

Isolation entre lambourdes au-dessus
d’un plancher lourd circulable.

Par panneaux rigides sur le plancher lourd

Isolant rigide au-dessus
d’un plancher lourd circulable.

L’isolation sous le plancher lourd circulable (Une solution à éviter !)

Avantages

une aire de foulée très solide et facile à aménager.

Inconvénients

ponts thermiques à l’aplomb des murs porteurs;
pose difficile de l’isolant au plafond;
le plancher lourd subit des contraintes internes dues à une variation importante de température.

Remarque générale relative à l’étanchéité à l’air du plancher

Dans tous les cas, l’étanchéité à l’air du plancher des combles doit être assurée de manière à éviter « la condensation interne par transport de vapeur par convection ».

Cette étanchéité est en général assurée lorsque le plancher est une dalle en béton.

Elle est forcément garantie si l’on pose un pare-vapeur correctement sous l’isolant.

Sinon, cette étanchéité à l’air peut être obtenue, par un plafonnage ou par des plaques de carton-plâtre correctement rejointoyées sous le plancher léger.

Le plafond n’est pas étanche à l’air lorsqu’il est constitué de planchettes de bois. Dans ce cas les planchettes doivent être doublées par un écran étanche à l’air.

Il ne l’est, bien sûr, pas non plus dès que la dalle en béton, le pare-vapeur, la finition intérieure ou l’écran d’étanchéité à l’air est perforé pour permettre le passage de conduites électriques ou pour une autre raison.

Si la présence de canalisation est nécessaire, celles-ci passeront dans un vide technique aménagé entre la finition intérieure et la couche de matériau sensée assurer l’étanchéité à l’air.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Déceler la présence de ponts thermiques

La configuration des différentes parois de l’enveloppe et des raccords entre elles

L’isolation thermique de certains ouvrages de raccord est difficile à réaliser et nécessite un soin important. C’est donc à ces endroits que le risque de pont thermique est le plus important. Ils devront être vérifiés soigneusement un par un, et éventuellement sondés pour en connaître la configuration exacte et évaluer le risque de désordre ou d’inconfort, en utilisant éventuellement un logiciel de calcul adéquat.
Il s’agit,

Pour les toitures plates

Des rives des toitures plates

Des chéneaux extérieurs ou les encorbellements en matériau pierreux

Des pénétrations verticales

Des évacuations

Des socles en toiture plate

Des joints de mouvement relevés

Des lanterneaux

Des remontées de structure verticales

La toiture inversée ne permet pas de fixer l’isolant verticalement.

Dans ce cas, les parties verticales peuvent être isolées par la technique de la toiture chaude.

L’isolant d’une toiture froide ou d’une toiture isolée par l’intérieur est généralement interrompu par les murs supportant la toiture.

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Pour savoir comment réduire ces différents ponts thermiques, cliquez ici !

Pour les toitures inclinées

Du raccord versant de toiture-pignon

Du raccord pied de toiture-mur

Isolation entre les chevrons.

Toiture « Sarking ».

Des chéneaux extérieurs ou les encorbellements en matériau pierreux

De la cheminée

De la jonction d’une toiture inclinée à une toiture plate

De la fenêtre

Du faîte du toit

Panneaux autoportants.

De la jonction plancher de comble isolé-mur extérieur

De la trappe d’accès dans un plancher de comble isolé

Schéma trappe d'accès dans un plancher de comble isolé

De la jonction entre un mur intérieur et un plancher de comble isolé

schéma jonction entre un mur intérieur et un plancher de comble isolé

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Pour les murs pleins isolés par l’extérieur

Schéma murs pleins isolés par l’extérieur

Pont thermique au niveau d’un balcon.

Ponts thermiques au niveau d’un seuil et d’un linteau de fenêtre.

Pont thermique au niveau d’un ébrasement de baie.

Pont thermique au niveau d’un encorbellement.

Pont thermique au niveau d’une descente pluviale.

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Pour les murs pleins isolés par l’intérieur


Liaison avec un mur intérieur (coupe horizontale).	Fondation (coupe verticale).

Appui de plancher (coupe verticale).	Linteau (coupes verticales).

Tablette de fenêtre (coupe verticale).	Ébrasement de fenêtre (coupe horizontale).

À côté des ponts thermiques « de conception », il existe aussi les ponts thermiques « d’exécution ». La perforation de l’isolant pour placer un boîtier électrique, par exemple, peut en créer un.

Pont thermique d’exécution

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Pour les murs creux


A. Rive de toiture.	B. Appui de dalle.

C. Linteau.	D. Seuil de fenêtre.

E. Plancher sur vide sanitaire.	F. Balcon en encorbellement en béton.

À côté des ponts thermiques « de conception », il existe aussi les ponts thermiques « d’exécution ».

Schéma ponts thermiques "d'exécution".

Pont thermique d’exécution.
Les panneaux d’angle ne sont pas superposés.

Concevoir

Pour avoir accès à des détails techniques de murs creux réalisés sans pont thermique, cliquez ici !

Les traces de condensation à l’intérieur du bâtiment

Certains indices peuvent révéler la présence de ponts thermiques.

Le plus flagrant est la présence d’eau condensée sur la paroi.

Photo d'eau condensée sur la paroi.

Une condensation localisée est un indice de pont thermique.

Mais la zone peut être simplement humide (l’eau s’étant condensée à l’intérieur du matériau) ou être provisoirement sèche. Dans ce cas l’humidité peut avoir laissé des traces comme des moisissures, des taches ou de la poussière collée différemment sur les zones (parfois) humides et sur les zones toujours sèches.

Photo moisissures mur.

Les champignons se développent dans les zones des ponts thermiques.

La température locale des parois en hiver

Comparaison des températures de surface

Un thermomètre de contact permet de comparer la différence de température entre les différentes zones de la paroi concernée.

Thermomètre de contact et mesure de température ambiante.

Thermomètre de surface à infrarouge.

En hiver, à l’endroit du pont thermique, la température superficielle intérieure est nettement inférieure à celle des éléments environnants.

La différence de température étant d’autant plus importante que la température extérieure est basse, c’est une mesure que l’on fera par temps très froid.

Exemple.

Une toiture inclinée est isolée (U = 0.4 W/m²K), sauf à un endroit (U = 2 W/m²K).
La température ambiante extérieure est de – 10°C, et la température ambiante intérieure de + 20°C.

θ_oi = θ_i – (U x 0,125 x (θ_i – θ_e))

> La température de surface du plafond sera de 18,5°C sauf à l’endroit du pont thermique où la température de surface sera de 12,5°C.

Évaluation du risque de condensation à partir des températures de surfaces et des ambiances extérieures et intérieures

On peut calculer le facteur τ en différents points d’un détail technique en mesurant les températures de l’air intérieur θ_i et extérieur θ_e ainsi que la température locale de la paroi θ_oi.

On dispose, dès lors, de τ_min.

Suivant la NIT 153 du CSTC, il y a pont thermique lorsque τ_min < 0,7_.Néanmoins, celle-ci concerne plus spécifiquement les logements et la valeur de 0,7 a été fixée en fonction des températures minimales et des humidités que l’on retrouve dans ceux-ci. Pour les bureaux, par exemple, cette valeur pourrait sans doute être plus faible, car la production de vapeur est moins importante et qu’en général, on dispose d’une ventilation. Dès lors, dans le cas des bâtiments du secteur tertiaire, il vaut mieux évaluer le risque de condensation superficielle à partir des conditions réelles.

Évaluer

Si vous souhaitez voir, par un exemple, comment évaluer concrètement le risque de condensation au droit d’un pont thermique dans un immeuble de bureau, cliquez ici.

Autre méthode : la détection par thermographie

La détection par thermographie doit pouvoir s’affranchir de la variation du climat et doit donc se faire par temps chaud ou froid de préférence par l’intérieur (zone stabilisée en température et non perturbée par le vent, la pluie et le soleil).

Pour ce faire, il y a lieu de mettre le bâtiment en dépression à l’aide d’un Blowerdoor avec une pression suffisante permettant de conditionner l’ensemble de l’enveloppe (toitures et murs) de la même manière. Cette méthode évite les interprétations erronées causées par la différence de pression exercée par le vent provoquant la dépression sur une ou deux façade(s) et une surpression sur les autres. Cette méthode facilite le diagnostic et le rend fiable.

La thermographie par l’extérieur peut, dans certains cas particuliers, servir à confirmer un constat effectué par l’intérieur. Dans le cas des murs creux, l’unique thermographie effectuée par l’extérieur n’est pas pertinente la lame d’air entre l’isolant et la brique perturbe le diagnostic.

Pont thermique en rive de toiture.
Source : Infravision.

Photo infrarouge d’une façade.

Autre méthode connue : la couche de givre ou de neige sur un bâtiment chauffé montrera, par son absence à certains endroits, les zones chaudes dues aux ponts thermiques.

Ponts thermiques repérables par la neige.

La date de construction du bâtiment

En ce qui concerne les murs creux, ce sont en général surtout les murs creux de bâtiments datant de la fin des années 1970 et des années 1980 qui présentent des problèmes de ponts thermiques.

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 l’isolation telle que réalisée à ses débuts est encore mal maîtrisée et mène à la création de ponts thermiques; ceux-ci agissent comme révélateur d’humidité. En effet, avant isolation, la condensation de la vapeur d’eau se répartissait sur toutes les surfaces; après isolation, l’humidité se concentre uniquement sur les ponts thermiques et provoque l’apparition de moisissures.

Néanmoins, 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.

Création d’un pont thermique au niveau de la baie.

Pont thermique au niveau de la baie.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Isolation entre chevrons ou fermettes

Isolation entre chevrons

couverture
contre-lattes
lattes
sous-toiture
chevrons
isolant
pare-vapeur
finition intérieure
panne

Isolation entre fermettes

couverture
contre-lattes
lattes
sous-toiture
fermettes
isolant
pare-vapeur
finition intérieure

Composition

L’isolation entre chevrons ou fermes peut être réalisée :

par de simples panneaux de laine minérale semi-rigides (très perméables à la vapeur), mais également,
par des matelas de laine minérale revêtus d’un pare-vapeur,
par de l’isolant en vrac insufflé dans des caissons formés au préalable par la charpente, la sous-toiture et le freine vapeur.
ou par des panneaux de mousse synthétique étanches à l’air (PUR, PIR, XPS, EPS, CG).


Panneaux semi-rigides de laine de roche.	Matelas de laine de roche revêtus d’un pare-vapeur.

Panneaux de mousse synthétique.

Lorsqu’elle est réalisée par de simple panneaux de laine de roche non revêtu, l’isolation entre chevrons ou fermes est la forme la plus classique de tous les modèles d’isolation : chacune des fonctions de la toiture est assurée par une couche différente : le panneau isolant (3) ne remplit que la fonction « isolation »; il doit être complété :

à l’extérieur par :

(1) une couverture (posée sur lattes et contre-lattes),
(2) une sous-toiture,

et à l’intérieur par :

(4) un écran étanche à la vapeur et à l’air, si nécessaire,
(5) un espace technique,
(6) une finition intérieure

Dans les deux autres cas (les matelas de laine de roche revêtus d’un pare-vapeur, ou les panneaux étanches à l’air) la couche assume 2 fonctions de la toiture :

celle de l’isolant,
et celle de l’écran étanche à l’air et à la vapeur.

Les joints périphériques et entre plaques doivent être rendus étanches. Ainsi, la couche isolante peut assurer, à elle seule, ces 2 fonctions sur l’ensemble de la toiture.

Étapes de construction

La toiture isolée entre les chevrons ou fermettes est réalisée en 3 étapes successives, correspondant à l’intervention des différents corps de métiers :

Le charpentier réalise la charpente.
Le couvreur pose la sous-toiture et ses contre-lattes, la couverture et ses lattes ou voliges. Il réalise les ouvrages de raccord (rives, gouttières ou chéneaux, etc.).
La personne désignée pour réaliser la finition intérieure (menuisier, plafonneur ou le propriétaire), pose l’isolant, le pare-vapeur éventuel et la finition intérieure.

Conseils de mise en œuvre

L’isolation entre les chevrons ou fermettes pourra se faire :

Par panneaux semi-rigide de laine minérale
Par matelas souples de laine minérale à languette
Par plaques rigides

Par panneaux semi-rigides de laines minérales

Isolation semi-rigide entre chevrons.

Les panneaux doivent avoir une surlargeur de 10 à 20 mm par rapport à l’espace à isoler. Grâce à la déformabilité de la laine minérale, l’isolant est serré entre les chevrons ou les fermes.
Dans le cas d’une toiture avec sous-toiture (toiture neuve ou rénovation avec sous-toiture), les panneaux sont appliqués contre celle-ci pour éviter les courants convectifs.

Les courants convectifs :

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.

Dans le cas d’une rénovation sans sous-toiture, les panneaux ne peuvent être placés contre les éléments de couverture mais, au contraire, doivent être maintenus à une certaine distance de ceux-ci.
Si la hauteur des chevrons ou des fermes est insuffisante pour placer l’isolant dans l’épaisseur voulue, on réalise un contre-chevronnage et on place une seconde couche d’isolant.

Deuxième couche d’isolant.

Remarque : si on pose une seconde couche d’isolant, il faut utiliser un matériau isolant sans pare-vapeur pour la première couche (couche supérieure). Les joints doivent être alternés.

couverture
contre-lattes
lattes
sous-toiture
chevrons
isolant 1^ère couche
isolant 2^ème couche
pare-vapeur
finition intérieure
pannes
contre-chevrons

Ensuite, si nécessaire, on pose un pare-vapeur indépendant avant la finition intérieure.
Ce système convient à tous les types de toiture même très irrégulières, car il permet une isolation sur mesure.

Par matelas souples de laines minérales revêtus d’un pare-vapeur

Le matelas souple revêtu d’un pare-vapeur (encore appelé « matelas souple à languettes ») est un matelas de laine minérale revêtu, par exemple, de papier kraft et d’aluminium, dont la largeur doit être supérieure de 10 à 20 mm à celle de l’espace à couvrir par l’isolant et d’une épaisseur égale à la hauteur des chevrons ou des éléments des fermettes.

Matelas isolant à languette.

Ce système est réservé aux toitures de forme simple, présentant peu de pénétration et une distance constante entre les chevrons ou les fermettes.

Les rouleaux ne peuvent pas être trop étroits.

Les languettes sont agrafées, avec chevauchement, sur la partie inférieure de la structure du toit.

Si l’isolant est trop enfoncé les languettes ne se superposent pas.

Le recouvrement est fermé au moyen d’une bande adhésive ou assuré par une latte en bois pour garantir l’étanchéité à l’air et à la vapeur.

Le matelas doit avoir une épaisseur correspondant à la hauteur des chevrons. Ainsi les matelas sont appliqués contre la sous-toiture (cas d’une toiture neuve ou d’une rénovation avec sous-toiture); on évite ainsi les courants convectifs. Dans le cas d’une rénovation sans sous-toiture, les matelas sont ainsi maintenus à une certaine distance des éléments de couverture.

Par plaques rigides

Les plaques de mousses synthétique (EPS, XPS, PUR, PIR) ou de verre cellulaire sont glissées entre les chevrons ou les fermes de telle manière que l’on crée éventuellement, du côté intérieur, un vide technique permettant le passage des conduites ou l’encastrement d’appareils.
Dans le cas d’une toiture avec sous-toiture (toiture neuve ou rénovation avec sous-toiture), les panneaux sont appliqués contre celle-ci pour éviter les courants convectifs. Dans le cas d’une rénovation sans sous-toiture, les panneaux ne peuvent être placés contre les éléments de couverture mais, au contraire, doivent être maintenus à une certaine distance de ceux-ci.
L’étanchéité à l’air et à; la vapeur d’eau des joints, d’une part entre les panneaux, d’autre part, entre les panneaux et la charpente ou les murs, doit être assurée par l’injection de mousse de polyuréthane (PUR) ou par collage de bandes de joints.
Les spots ne peuvent être encastrés dans l’isolant lui-même !
S’ils sont encastrés dans un vide technique situé sous l’isolant, ce dernier doit être protégé contre la chaleur des spots ou pouvoir y résister.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Isolation de la toiture inclinée en résumé

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] Isolation entre chevrons ou fermettes

Schéma isolation entre chevrons ou fermettes.

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

[2] Isolation sous les chevrons ou les fermettes

Schéma isolation sous les chevrons ou les fermettes.

1. couverture
2. contre-lattes
3. lattes
4. sous-toiture
5. chevrons ou fermettes
6. isolant
7. pare-vapeur
8. finition intérieure
9. pannes

Isolation par l’extérieur

[1] Isolation au-dessus des chevrons ou des fermettes (« Sarking »)

Schéma 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

Schéma 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

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Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir la couche isolante du plancher des combles [Concevoir]

L’efficacité isolante

La valeur isolante du matériau dépend de son coefficient de conductivité thermique. 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.

Le choix l’épaisseur d’isolant doit donc se réaliser en fonction de la performance thermique à atteindre.

Exemple d’épaisseur calculée d’isolant

Remarque.

Les calculs ci-dessous sont faits avec l’hypothèse que le plancher est étanche à l’air. Dans le cas contraire, la valeur U peut être très fortement dégradée.

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.
Un plancher lourd ne pose généralement pas de problème de courant d’air.

Calcul précis

L’épaisseur « d_i » de l’isolant se calcule par la formule suivante :

1/U
= [1/h_i + d₁/λ₁ + d₂/ λ₂ + … + d_i/λi + R_u + 1/h_e]

<=> d_i = λ_i [(1/U) – (1/h_i + d₁/λ₁ + d₂/λ₂ + … + R_u + 1/h_e)]

où,

λ_i 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),
h_eet h_i les coefficients d’échange thermique entre le toit et les ambiances extérieures et intérieures valant respectivement 23 W/m²K et 8 W/m²K,
d_x/λ_x la résistance thermique des autres couches de matériaux,
R_u est 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 avec sous-toiture et pour différents modèles d’isolation de plancher.

Sous-toiture +	Valeur U sans isolation [W/(m²xK)]	Épaisseur (en mm) d’isolant nécessaire pour obtenir : U < 0,3 W/(m²xK)
Plancher :	Valeur U sans isolation [W/(m²xK)]	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.	2.6	> 133	> 103	> 118
Plancher léger étanche à l’air; avec aire de foulée.	1.5	> 120	> 93	> 107
Plancher lourd étanche à l’air.	2.3	> 130	> 101	> 116

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 :

e_i = λ_i ((1/ U) – (1/h_e + 1/h_i) [m]

Exemple pour U = 0,3 W/m²K,

e_i = λ_i ((1/ 0,3) – (1/23 + 1/8 )) m
= λ_i 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 λ_i 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.

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).

Le 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).

Le plancher léger

Non circulable

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, …).
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.
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.
Lorsque le plafond est posé avant l’aire de foulée, on peut utiliser des flocons ou granulés. Ils sont faciles à mettre en place.

Dans certains cas 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.

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.

L’impact écologique

Les différents matériaux isolants n’ont pas tous le même impact sur l’environnement. Pour limiter cet impact, on choisira de préférence un isolant « écologique ».

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 leur durée de vie ne pose pas de problème particulier.

Les conseils généraux de mise en œuvre

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 trappes 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 ?

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.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Toiture inclinée : fonctions des composants

Fonctions des composants de la toiture inclinée

Pour remplir son triple rôle – protection / confort / économie -, la toiture doit être constituée, outre la charpente, des 6 couches suivantes :

Les composants de la toiture inclinée

Fonctions principales des composants (de l’extérieur vers l’intérieur) .

1. La couverture

Arrête l’eau et l’évacue vers la gouttière.

2. La sous-toiture

Évacue vers l’extérieur l’eau infiltrée accidentellement.
Évacue l’eau qui s’est condensée sur la face interne de la couverture suite au sur-refroidissement.
Permet de renforcer la résistance thermique du toit en limitant les courants de convection.

Remarques.

Les contre-lattes écartent les lattes de la sous-toiture et ainsi empêchent l’eau de stagner sur celle-ci.

Pour être efficace, la sous-toiture doit aboutir à l’extérieur du bâtiment dans la gouttière, par exemple.

3. L’isolant thermique

Diminue le flux de chaleur qui traverse la toiture.

4. L’écran étanche à la vapeur et à l’air

Empêche les fuites d’air de l’intérieur vers l’extérieur et les infiltrations d’air extérieur.
Arrête la migration de vapeur contenue dans l’air intérieur.

Remarque : si un pare-vapeur résiste au passage de la vapeur, il résiste à fortiori au passage de l’air.

5. L’espace technique éventuel

Permet le passage des conduites sans endommager l’écran étanche à la vapeur.

6. La finition intérieure.

Constitue la peau intérieure de la paroi.
Ferme l’espace technique éventuel entre elle et l’écran pare-vapeur.
s’il n’y a pas de pare-vapeur, elle doit être étanche à l’air.

Remarque : parmi les couches citées ci-dessus, certaines peuvent être réunies en un seul composant.

Distance des différentes couches les unes par rapport aux autres :

Si l’ordre des différentes couches est toujours le même, par contre les espaces entre elles peuvent varier.

L’ordre des couches est invariable :

Couverture
Couche isolante
Pare-vapeur
Vide technique
Finition intérieure
Espaces vides dans la toiture
Espace protégé

L’espace entre elles peut varier.

Les vides, s’ils ne sont pas accessibles, ne doivent pas être ventilés.

Vérification de l’objectif de protection

La toiture doit protéger les habitants et se protéger elle-même des intempéries et des agresseurs extérieurs :

La toiture doit :	Càd. :	Composant assurant cette fonction :
Résister à son poids propre, au vent, au poids de la neige, etc.	Réaliser une structure stable fixée au gros œuvre.	CHARPENTE
Protéger les habitants des intempéries.	Respecter les pentes adaptées aux matériaux choisis.	CHARPENTE
	Stopper l’eau et l’évacuer vers l’extérieur.	COUVERTURE (+ gouttières et descentes d’eaux)
	Évacue l’eau infiltrée accidentellement vers l’extérieur.	SOUS-TOITURE
Protéger les habitants du vent.	Rendre étanche l’enveloppe à l’air extérieur.	SOUS-TOITURE
Protéger les habitants du vent.	Rendre étanche l’enveloppe à l’air extérieur.	FINITION INTÉRIEURE ( = écran étanche à l’air)
Protéger les habitants contre les insectes, oiseaux, rongeurs, etc.	Colmater les entrées possibles.	GRILLAGES
Se protéger elle-même d’un agresseur sournois : la vapeur d’eau.	Rendre étanche à la vapeur d’eau la face de la toiture en contact avec l’ambiance intérieure.	PARE-VAPEUR

		OK !

Vérification de l’objectif de confort

La toiture doit procurer aux habitants une sensation de confort thermique (combles habitables) :

La toiture doit :	Càd. :		Composant assurant cette fonction :
Protéger les habitants du froid extérieur en hiver et de l’excès de chaleur extérieure en été.	Diminuer les flux de chaleur qui traverse l’enveloppe.		ISOLANT THERMIQUE
	Maintenir la température des parois à un niveau qui évite les rayonnements inconfortables.		ISOLANT THERMIQUE
	Empêcher les fuites d’air chaud par les interstices.		FINITION INTÉRIEURE ( = écran étanche à l’air)
Empêcher les courants d’air froid extérieur.	Rendre la toiture étanche à l’air extérieur.		FINITION INTÉRIEURE ( = écran étanche à l’air)
Empêcher les courants d’air froid extérieur.	Rendre la toiture étanche à l’air extérieur.		SOUS-TOITURE
		Recherche d’un compromis !
On doit pouvoir aérer les locaux.	Renouveler l’air intérieur par de l’air frais extérieur.		VENTILATION (ex. : fenêtres de toiture)

			OK !

Vérification de l’objectif d’économie

La toiture doit favoriser les économies d’énergie :

La toiture doit :	Càd. :	Composant assurant cette fonction :
Réduire la consommation d’énergie nécessaire au maintien à bonne température de l’espace sous la toiture	Réduire le flux de chaleur qui traverse l’enveloppe.	ISOLANT THERMIQUE
	Empêcher les fuites d’air chaud par les interstices.	FINITION INTÉRIEURE ( = écran étanche à l’air)
	Limiter les pertes de chaleur par renouvellement d’air.	VENTILATION (ex. : fenêtres de toiture)

		OK !

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir le vitrage

La performance énergétique et lumineuse du vitrage

Un vaste choix de vitrages sur le marché

La technologie des vitrages est variée :

Comment sélectionner les performances adéquates pour un bâtiment donné ? C’est ce que nous allons tenter de réaliser ci-dessous.
Le premier rôle d’une baie vitrée est :

D’assurer le confort visuel et thermique des occupants.
De gérer les apports solaires en toute saison en optimisant l’énergie disponible.

De ce point de vue, les vitrages sont caractérisés par 3 facteurs :

Facteur lumineux : le coefficient de transmission lumineuse « TL »
Facteur thermique : le coefficient de transmission thermique « U »
Facteur énergétique vis-à-vis du soleil : le facteur solaire « FS »

Les interactions entre les facteurs :

A première vue, plus le facteur solaire d’un vitrage est bas, plus il est opaque au rayonnement solaire et donc moins il est transparent à la lumière. Lorsque le facteur solaire diminue, le coefficient de transmission lumineuse devrait diminuer lui aussi.

Mais en réalité,

le rayonnement solaire est composé pour moitié de lumière et pour moitié de rayonnement infrarouge,
dans le local, la lumière se transforme en chaleur,
le rayonnement infrarouge apporte, lui, seulement de la chaleur.

Aussi, avec des filtres spécifiques, on peut donc diminuer le passage du rayonnement infrarouge sans freiner le passage de la lumière. Le FS diminuera, mais le FL restera presque intact. Avec une limite : il y a un moment où on aura arrêté tout le rayonnement infrarouge et où, pour diminuer encore l’apport de chaleur, il faudra diminuer l’apport de lumière en parallèle.

Pour connaître les caractéristiques énergétiques et lumineuses des différents types de vitrages, cliquez ici !

Par contre, le fait de rendre un vitrage moins perméable au rayonnement solaire (c’est-à-dire diminuer son facteur solaire et parfois sa transmission lumineuse), n’a pas de conséquence sur la valeur de son coefficient de transmission thermique U.

> Pour connaître les caractéristiques thermiques des différents types de vitrages, cliquez ici !

Le dilemme : facteur solaire – transmission lumineuse

Les souhaits de l’utilisateur varient selon les périodes de l’année et sont contradictoires. En effet :

En hiver, il désire maximiser les gains solaires, et donc avoir une transparence maximale au rayonnement solaire (TL et FS élevés).

En été, il désire limiter au maximum les gains de chaleur (FS faible) qui sont la cause de surchauffe, tout en assurant un éclairage suffisant des locaux (TL élevé).

Le graphique ci-dessous montre les différentes combinaisons possibles des valeurs TL et FS des vitrages.

La zone supérieure grise :
Correspond aux combinaisons de TL et FS qu’il n’est pas possible d’atteindre, le facteur solaire n’étant jamais inférieur à la moitié de la transmission lumineuse.

La zone inférieure grise :
Correspond aux combinaisons qui présentent peu d’intérêt, le facteur solaire FS étant élevé (apports énergétiques importants) et transmission lumineuse TL faible (peu d’apports lumineux).

La zone centrale claire :
Correspond aux caractéristiques qu’il est théoriquement possible de réaliser, certaines zones présentant plus d’intérêt selon les périodes de l’année.

Par leur facteur solaire faible, certains vitrages empêchent, par réflexion ou absorption, la chaleur solaire de pénétrer dans le bâtiment, et conviennent donc bien pour les bâtiments où les gains solaires sont à minimiser (c’est à dire, les bâtiments fortement exposés ou les bâtiments aux gains internes importants). Ils rejettent malheureusement en même temps la lumière, entraînant une transmission lumineuse généralement très faible.

De plus, les vitrages absorbants sont teintés dans la masse. Ceux de couleur bleue claire ou verte, ont un coefficient de transmission lumineuse plus élevé que les vitrages teintés traditionnels de couleur bronze ou grise mais ont un facteur solaire moins élevé que ces derniers.

Les vitrages absorbants sont moins efficaces contre le rayonnement solaire que les verres réfléchissants, c’est pourquoi ils ne sont pratiquement plus utilisés à l’heure actuelle.

Quel coefficient de transmission lumineuse choisir ?

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.

Les valeurs nécessaires varient d’un cas à l’autre : de nombreux facteurs interviennent tels la profondeur du local, le pourcentage de surface vitrée, l’orientation du local…. Le graphique ci-dessous illustre l’influence du coefficient de transmission lumineuse sur la consommation d’éclairage artificiel pour une façade vitrée à 50 %, en fonction de l’orientation du bâtiment.

On constate que :

Plus le coefficient de transmission lumineuse augmente, moins on consomme d’éclairage artificiel.
Les locaux situés au Nord nécessiteront toujours plus d’éclairage artificiel que respectivement l’Est, l’Ouest et le Sud.

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.

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).

Quel facteur solaire choisir ?

Le choix du facteur solaire minimum à rechercher est fonction de chaque cas (surface vitrée, orientation, …). Il n’est donc pas possible de citer un chiffre unique. C’est une simulation thermique qui peut optimaliser ce choix.

Fixons un ordre de grandeur par un exemple.

Objectif : éviter la climatisation du local.

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, soit 4 m x 1,5 m) 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.

On peut donc préconiser un vitrage dont le facteur solaire est limité à 40 %, tout en atteignant une transmission lumineuse de 70 %.

Contrôle solaire … oui, mais il faut savoir que :

La réflexion ou absorption solaire au moyen de vitrage à contrôle solaire est constante et définitive. Aucune adaptation n’est possible en fonction de l’ensoleillement, contrairement aux protections solaires mobiles sous forme de stores, intérieurs ou extérieurs.

Mais, le choix du confort thermique ne doit pas se faire exagérément au détriment du confort lumineux. Sous nos latitudes, 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). Un vitrage très efficace contre le rayonnement solaire 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), certains vitrages trop absorbants ou réfléchissants seront écartés dans nos régions à climat variable.
Conscients de ce problème, les fabricants de vitrages ont développé des nouveaux vitrages présentant une protection contre l’énergie solaire correcte (FS = 0,40) et une transmission lumineuse qui se rapproche de celle des doubles vitrages clairs (TL = 0,70).

Plus un verre absorbe ou réfléchit le rayonnement solaire, plus il a tendance à s’échauffer. Il est ainsi exposé à la casse thermique. Des précautions sont à prendre pour éviter l’échauffement de ces types de verres.

Le coefficient de transmission thermique « U »

Un simple vitrage a un coefficient U de 5,8 W/m²K. On améliore son pouvoir isolant, c’est à dire on diminue son coefficient de transmission thermique U, par les interventions suivantes :

Type d’amélioration	Type de vitrage		Coefficient U [W/m²K]
Insertion de lames d’air entre des couches de verre.	Le double vitrage	Le triple vitrage	U = 2,8	U = 1,9
Action sur les caractéristiques de la surface du verre.	Le double vitrage basse émissivité (= à haut rendement )		U = 1,6
Remplacement de l’air entre les couches de verre par un mélange gazeux plus isolant.	Le double vitrage basse émissivité avec gaz (argon, krypton, …)		U = 1,1 à 1,3

Le facteur coût intervient dans le choix du vitrage, mais un vitrage bien isolé permet de réaliser des économies d’énergie. En première approximation, le supplément de prix au m² est rentabilisé en 6 ans.

Au départ, consommation annuelle d’1 m² de simple vitrage :

= 6 W/m².K [coefficient de déperdition du vitrage] x (15 – 6) [delta de température moyenne intérieure et extérieure] x 5 800 h [nombre d’heures de chauffe] / 0,8 [rendement du système de chauffe (on évalue une consommation et non un besoin)] = 400 kWh/m² = l’équivalent de 4 seaux de fuel/m².an !

Consommation annuelle d’1 m² de double vitrage basse émissivité :

= 1,1 W/m².K x (15 – 6)

x 5 800 h / 0,8 = 72 kWh/m²

Rentabilité du remplacement d’un châssis simple vitrage ?

Économie : 328 kWh/m² = 33 litres fuel
Pour un fuel à 0,8€/l, cela revient à 26,4€/m².an
Investissement : 300 €/m²
Temps de retour : 300 € / 26,4 € /an = 11 ans…

C’est donc souvent le confort amené qui justifie le remplacement du simple vitrage.

En pratique

Le simple vitrage n’est plus utilisé. En construction neuve comme en rénovation, la réglementation impose pour les fenêtres un U_fenêtre maximum, ce qui implique l’utilisation du double vitrage basse émissivité (dénommé aussi « vitrage à haut rendement HR »).

Sans hésiter et dans tous les cas, nous recommandons le choix d’un plus faible coefficient de transmission thermique pour limiter les pertes en hiver. Cette limitation est nettement plus importante que la limitation du refroidissement du bâtiment en été, car la période d’été est plus courte et le delta T°Int-ext est nettement plus faible.

Le triple vitrage est de plus en plus utilisé (surtout pour le résidentiel). C’est un vitrage d’épaisseur et de poids importants, s’adaptant à des menuiseries spécifiques.

Interaction entre U et FS ?

Le coefficient de transmission thermique U est peu influencé par les caractéristiques d’absorption ou de réflexion d’énergie. Le facteur solaire FS et le coefficient de transmission lumineuse TL sont indépendants de U.

Les couches à basse émissivité peuvent donc être combinées avec les couches de contrôle solaire réfléchissantes. Il s’agit alors de vitrages combinant les deux effets d’isolation et de contrôle solaire avec les contraintes visuelles que cela entraîne.
Remarques.

La performance d’un simple vitrage n’est pratiquement pas améliorée par son épaisseur.

Rien ne sert d’améliorer les performances isolantes d’un vitrage si les performances du châssis ou du raccord châssis-mur ne sont pas équivalentes et compatibles avec celles du vitrage. En effet, le calcul du coefficient de transmission thermique d’une fenêtre (U_fen) tiendra compte du coefficient de transmission thermique U du vitrage (U_v), du châssis (U_ch) et des effets de bords.

Théories

Pour évaluer le coefficient de transmission thermique U d’une fenêtre, cliquez ici !

Première synthèse

	Économie énergie	Confort visuel et thermique
… plus le vitrage laisse passer de la lumière, c’est à dire plus son facteur .de transmission lumineuse TL est grand.	moins grande est la consommation d’éclairage électrique.	plus l’éclairage est naturel et le contact visuel avec l’extérieur agréable. mais par contre, plus grand sont les risques d’éblouissement si aucun dispositif de protection solaire n’est prévu.
… plus le vitrage est isolant, c’est à dire plus son coefficient de déperdition thermique U est bas.	plus les déperditions thermiques seront réduites à travers sa surface en hiver. plus le vitrage est chaud sur sa face intérieure et donc moins la température de l’air intérieur doit être élevé pour assurer le confort en hiver.	plus la surface intérieure du verre est chaude et plus les risques de condensation de surface sont réduits. plus le confort thermique dans le local est grand en hiver.
… mieux le vitrage contrôle le rayonnement solaire entrant, c’est-à-dire plus son facteur solaire est petit.	plus les frais de conditionnement d’air en été sont réduits. mais, par contre, moins les apports d’énergie gratuite en hiver sont importants.	plus les risques de surchauffe du à l’effet de serre sont diminués. moins la lumière naturelle pénètre dans le local.

Choix du vitrage en fonction des caractéristiques du bâtiment

Démarche pour le choix

Lors du choix d’un vitrage, les paramètres déterminants seront :

l’orientation du bâtiment,
l’implantation du bâtiment,
les gains internes,
la climatisation éventuelle des locaux,
le pourcentage de surface vitrée,
la taille du local et la photométrie des parois.

L’orientation du bâtiment

Si la performance thermique doit être élevée pour toutes les façades, les besoins en contrôle solaire et lumineux varient suivant l’orientation.

Idéalement, il est conseillé de changer de vitrage à chaque orientation si l’aspect financier et esthétique n’est pas un problème pour le constructeur, mais ce n’est pas souvent le cas. Aussi il est plus intéressant :

De déterminer la famille de vitrage la plus performante pour le bâtiment plutôt que le vitrage lui-même, pour avoir une certaine marge de manœuvre.

De choisir ensuite dans cette famille, le vitrage le plus polyvalent possible pour ne pas multiplier les vitrages différents.

Pour raisonner plus avant dans ce domaine, on peut avoir 2 hypothèses en tête :

Soit le bâtiment est mal isolé ou présente peu d’apports internes (hébergement au sens large) : le chauffage du bâtiment se fait tout au long de la journée et les apports solaires sont les bienvenus.

Soit le bâtiment est bien isolé ou présente des apports internes élevés (bureaux au sens large) : le chauffage du matin permet de remettre le bâtiment en température après l’arrêt de la nuit et dès l’arrivée des occupants, les apports internes suffisent pour maintenir la consigne intérieure. Tout apport solaire supplémentaire génèrera de la surchauffe.

… au Nord

Les pièces orientées au nord bénéficient toute l’année d’une lumière égale et du rayonnement solaire diffus. Par contre, ce sont celles où les gains solaires sont les plus appréciés.

… à l’Est et à l’Ouest

Les pièces orientées à l’Est profitent du soleil le matin ce qui, en hiver, permet d’apporter des gains solaires bénéfiques au chauffage en matinée, dans le secteur « hébergement ».

Une orientation Ouest aura tendance à induire davantage 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.

Dans les 2 cas, le rayonnement solaire est difficile à maîtriser car les rayons sont bas sur l’horizon entraînant des risques d’éblouissement élevés.

Si on veut un contrôle variant en fonction des conditions climatiques, il faut idéalement :

Utiliser des protections solaires mobiles associées à un vitrage isolant (à basse émissivité),
À l’avenir, utiliser des vitrages à propriétés variables.

À défaut, un vitrage relativement réfléchissant sera nécessaire, d’autant plus réfléchissant que le pourcentage de surface vitrée est élevé.

Mais, un vitrage trop réfléchissant va augmenter les consommations en hiver, surtout si les gains internes sont faibles… De plus, il ne parviendra jamais à empêcher entièrement l’éblouissement.

… au Sud

Une orientation sud entraîne un éclairement important. Mais, les pièces orientées au sud bénéficient d’une lumière plus facile à contrôler. En effet, en hiver, le soleil bas pénètre profondément dans le bâtiment, tandis qu’en été, la hauteur solaire est plus élevée, de sorte qu’une protection extérieure (tel un auvent fixe.). simple permet de diminuer efficacement les gains solaires en été et empêche le rayonnement direct dans les yeux de l’utilisateur.
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.

L’implantation : présence de masque solaire

Les choix dépendront de la présence d’un masque solaire éventuellement créé par les bâtiments voisins ou des végétations.

Puisque ceux-ci assurent une protection contre l’ensoleillement direct, ainsi on choisira des vitrages possédant un FS et FL élevé, de façon à obtenir un maximum de gains lumineux et énergétiques de types indirects.

Les gains internes

Dans un bâtiment tertiaire conforme à la réglementation thermique en matière d’isolation et disposant d’apports internes normaux pour des bureaux (> 25 W/m²), il n’y a pas intérêt à capter l’énergie solaire pour diminuer les besoins de chauffage.
Cela signifie que, entre deux vitrages, on aura tendance à choisir celui avec le facteur solaire le plus bas.

Plus les gains internes seront élevés, plus on cherchera à limiter les apports externes pour éviter les surchauffes : par un vitrage performant ou par une protection solaire adéquate.

La climatisation éventuelle des locaux

La motivation peut différer si le local est équipé d’un système de refroidissement ou non.

Lorsqu’un local tertiaire n’est pas équipé de système de refroidissement ou de ventilation nocturne, et est soumis à une forte exposition solaire, la limitation du risque de surchauffe entraînera un choix de vitrage avec contrôle solaire efficace : choix d’un vitrage à faible FS, ou protection solaire interne ou externe. Cette nécessité sera d’autant plus importante que l’inertie du bâtiment est faible. Le critère qui consiste à ne pas dépasser un apport (interne + externe) de 50 à 60 W/m² au sol est parfois utilisé.

Par contre, lorsqu’un local est équipé d’un système de refroidissement mécanique, le risque de surchauffe n’existe plus. Le choix d’un faible facteur solaire est motivé par la limitation de la consommation de la climatisation. Or, si le bâtiment est équipé d’une gestion de l’éclairage artificiel en fonction de la lumière naturelle (dimming), le gain sur l’éclairage artificiel est double (gain sur la consommation des lampes et sur la consommation de la machine frigorifique qui ne doit plus évacuer la chaleur correspondante). Dès lors, on aura tendance, dans des limites raisonnables, à privilégier un vitrage favorisant l’apport de lumière et de ce fait … plus perméable à la chaleur. Le vitrage qui présente un FS de 40 % et un TL de 70%, est un excellent point de départ. C’est par simulation informatique que l’on peut alors optimiser le pourcentage de vitrage en façade.

Le pourcentage de surface vitrée dans le local

Le critère thermique impose une limitation des surfaces vitrées dans les façades d’un bâtiment tertiaire, quelle que soit leur orientation.

Le pourcentage de vitrage à choisir est essentiellement fonction des besoins d’éclairage naturel et de convivialité recherchée dans le bâtiment. C’est donc dès la conception du bâtiment qu’on traitera les fenêtres comme capteur de lumière et de chaleur en tenant compte de l’orientation, de l’occupation et des besoins lumineux et énergétiques propres au local

Une réglementation thermique française, prescrivait une règle concernant la valeur minimale de facteur solaire à atteindre en fonction du pourcentage de surface vitrée :

Le pourcentage de surface vitrée x le facteur solaire de la baie (vitrage + ombrage) < 0,35 (*)

(*) valeur d’application dans le Nord de la France.

Il s’agit de la performance minimale à atteindre pour respecter la Réglementation. Bien sûr, un facteur solaire inférieur est préférable.

Concrètement, cela signifie que :

Pour un local dont le vitrage va du sol au plafond (pourcentage de vitrage en façade est de 100 %), un facteur solaire minimal de 35 % est exigé.
Si aucune protection solaire de type stores, mobiles ou fixes n’est prévue, ceci correspond au minimum aux performances atteintes par un vitrage contre le rayonnement infrarouge absorbant (E) de basse émissivité (6/12argon/6) dont le facteur solaire vaut 36 %.

Pour un local dont le pourcentage de vitrage en façade est de 50 %, un facteur solaire minimal de 70 % est exigé.
Si aucune protection solaire n’est prévue, ceci correspond au minimum à la performance atteinte par un vitrage dont le facteur solaire vaut 70 %.
Il est à remarquer que ces conditions sont presque atteintes par un vitrage double ordinaire dont le facteur solaire est de 75 %.

La taille du local et la photométrie des parois

Il est évident qu’en cas de locaux profonds ou aux parois sombres, on donnera la priorité à un vitrage assurant une transmission lumineuse importante. Il en va de la qualité architecturale du projet.

Plus d’infos ?

Concevoir	Pour plus d’infos concernant le choix de la fenêtre comme capteur d’énergie, cliquez ici !
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Le niveau et le type de bruit dont on doit s’isoler

Le choix du vitrage devra s’effectuer en fonction du niveau sonore maximal intérieur acceptable selon l’occupation du local (en terme de confort acoustique), du type et du niveau de bruit extérieur dont on doit s’isoler.

La capacité d’un vitrage à empêcher la transmission des sons aériens provenant de l’extérieur est évaluée par son indice d’affaiblissement acoustique pondéré appelé Rw (dB)

Quel facteur d’affaiblissement acoustique choisir ?

Le type et le niveau de bruit sont fonction de l’environnement dans lequel se trouve implanté le bâtiment.

Selon le contexte urbanistique, on peut évaluer le niveau de l’ambiance sonore théoriquement rencontré.

Généralement ce sont les sites urbains et industriels qui posent le plus de problèmes pour le facteur acoustique.

Théories

Pour avoir une évaluation du niveau de l’ambiance sonore en fonction du contexte environnemental, cliquez ici !

Ensuite, suivant le type d’activité intérieure, on définit le niveau de bruit admissible afin de préserver le confort acoustique.

Théories

Pour connaître niveau de l’ambiance sonore admissible en fonction de l’activité intérieure, cliquez ici !

Lorsque l’on dispose de ces deux valeurs, en effectuant leur différence, on détermine le taux d’affaiblissement acoustique Rw que devra fournir le vitrage contre les bruits courants.

Quel type de source de bruit : basse ou haute fréquence ?

Pour choisir un vitrage ayant des performances adaptées à la situation, il faut connaître le type de source dont on désire s’isoler. C’est-à-dire si la source est de type basse ou haute fréquence. En effet, un vitrage pour un même niveau sonore, offre des performances acoustiques différentes selon la fréquence.

C’est pourquoi il est caractérisé par son indice d’affaiblissement Rw et ses deux indices de correction (C;Ctr), précisants ses performances vis-à-vis des basses et des hautes fréquences qui peuvent s’avérer fort variables.

Le tableau suivant donne des exemples de choix d’adaptation de l’indice d’affaiblissement Rw, pour déterminer l’indicateur à valeur unique à utiliser en fonction de l’origine du bruit.

Source de bruit	Type « trafic rapide » Rw + C	Type « trafic lent » Rw + Ctr
Jeux d’enfants.	XXX
Activités domestiques (conversations, musique, radio, télévision).	XXX
Musique de discothèque.		XXX
Trafic routier rapide (>80 km/h).	XXX
Trafic routier lent (p.ex. :trafic urbain).		XXX
Trafic ferroviaire de vitesse moyenne à rapide.	XXX
Trafic ferroviaire lent.
Trafic aérien (avion à réaction) de courte distance.	XXX
Trafic aérien (avion à réaction) de longue distance.		XXX
Avions à hélices.		XXX
Entreprises produisant un bruit de moyennes ou hautes fréquences.	XXX
Entreprises produisant un bruit de moyennes ou basses fréquences.		XXX

Tableau permettant le choix du type de bruit représenté par l’indicateur à valeur unique Rw + C ou Rw + Ctr selon la norme EN ISO 717-1).

Ainsi, si on est en présence de trafic lent, par exemple, on sait que le critère de choix du vitrage portera sur la valeur de son Rw + Ctr. Celui-ci devra atteindre la valeur d’isolation acoustique définie en fonction du niveau de bruit extérieur et du confort acoustique intérieur à atteindre.

Quel type de vitrage choisir ?

L’isolation acoustique que procure un double vitrage est relativement mauvaise. Ainsi, les doubles vitrages clairs ou à basse émissivité sans amélioration acoustique sont à déconseiller en site urbain bruyant.

Les vitrages réfléchissants et absorbants classiques permettent une faible réflexion du son mais cela reste souvent insuffisant.
Les vitrages isolants et absorbants avec de l’argon peuvent s’avérer assez efficaces en cas de trafic à moyenne densité. Ils sont à proscrire en site urbain, car si la présence du gaz permet d’améliorer les performances dans les hautes fréquences (bruits de trafic rapide), les performances s’avèrent moins bonnes, même défavorables, dans les basses fréquences (bruit de trafic urbain).

Pour pallier à ces limites, on utilise les doubles vitrages dissymétriques ou si nécessaire, les doubles vitrages avec verres feuilletés acoustiques.

Afin d’obtenir leurs valeurs exactes d’affaiblissement acoustique, cliquez ici !

Conclusion

Le choix du vitrage dépend du type et du niveau de bruit dont il faut se protéger, et du confort acoustique exigé. Chacune des options adoptées permet d’améliorer les performances acoustiques des vitrages dans les différentes fréquences. Cela permet de se protéger efficacement contre les bruits de toutes sortes que peut provoquer l’environnement du bâtiment.

Ces dispositions sont bien sûr additionnables à des dispositions lumineuses ou énergétiques. En effet un film basse émissivité ou réfléchissant peut être ajouté. Il est nécessaire, en effet, de ne pas privilégier un facteur au détriment d’un autre.

Cliquez ici pour accéder à une grille récapitulative des propriétés des vitrages.

> Attention, en matière d’isolation acoustique, la performance globale est déterminée par le maillon le plus faible ! L’inétanchéité à l’air peut détruire un projet…
La règle de base est donc avant tout d’assurer une résistance maximale au passage de l’air au niveau de l’enveloppe globale (c.-à-d. raccord chassis-vitrage, ouvrant-dormant et chassis-mur, … ) et d’assurer des raccords souples entre les éléments de façon à absorber au maximum les vibrations.

Sécurité

Le choix d’un vitrage de sécurité dépend du type de risque encouru. Et celui-ci dépend à son tour du niveau où on se trouve dans le bâtiment.

Au-rez-de chaussée, dans les bureaux et/ou les commerces, les risques seront :
- risque de bris par tout type de projectiles,
- risque de destruction par balle,
- risque de blessure en cas de chute contre la glace,
- risque d’effraction, que le verre devra retarder au maximum.
Aux autres niveaux, dans les bureaux, les risques seront :
- risque de blessure en cas de chute contre la glace,
- risque de chute de personne au cas de vitrage descendant sous le niveau normal d’un garde-corps.

Quel type de vitrage choisir en fonction de la protection désirée ?

Contre l’effraction

Les vitrages feuilletés constituent un bonne protection car ils résistent aux coups et lorsqu’ils se fissurent ils restent entiers sans sortir du châssis. Leur résistance est fonction du nombre de films et de l’épaisseur des verres.
Le tableau suivant reprend la valeur indicative du nombre de films en PVB à utiliser en fonction du niveau de protection souhaité.

Type de protection	Degré de protection	Nombre de films de PVB
Protection contre le vandalisme.	Protection contre le vandalisme non organisé.	3
Retardateur d’effraction.	Protection contre l’effraction organisée.	4
	Protection de haut niveau.	6
	Très haut niveau de protection contre toutes formes d’agressions à arme blanche.	Compositions multifeuilletées

Bien sûr, il faut que le degré de sécurité accordé aux vitrages soit compatible avec le degré de sécurité accordé aux châssis, aux systèmes de ventilation, aux raccords châssis-mur, …

Remarque : Les vitrages feuilletés à résine coulée ne se prêtent pas à la protection anti-effraction, mais ils peuvent être utilisés en toiture car, en cas de bris de vitre, l’adhérence verre-résine permet aux fragments du vitrage cassé de rester en place. Ils permettent de plus d’absorber les bruits dus aux impacts de pluie. Les vitrages en toiture devront offrir une résistance mécanique plus importante à cause du poids propre du vitrage et de la surcharge provoquée par la présence de neige éventuelle.

Contre les risques de blessure

On préconisera souvent un verre trempé car il se fragmente en petits morceaux non coupants. Par contre la vitre n’offre plus aucune protection contre les chutes une fois cassée …

Le verre trempé offre de plus, une très bonne résistance aux chocs thermiques : ils peuvent résister à un différentiel de température de 200°C. Mais il faut savoir que les verres trempés ne peuvent plus être coupés, sciés ou percés après l’opération de trempe.
Il faut proscrire le verre armé car sa fragmentation ne répond pas aux exigences en la matière.

Contre les risques de chute

On utilisera exclusivement le verre feuilleté. En effet même si le verre se fissure, le film intercalaire maintient les morceaux en place évitant les blessures et la chute des occupants.

Si le verre doit résister aux chocs thermiques, il peut être trempé avant d’être feuilleté.

Contre la destruction par balle

Il s’agit d’un domaine très spécialisé. Il est, dès lors, recommandé de consulter un spécialiste.

Contre le feu

La résistance au feu concerne surtout les vitrages intérieurs qui servent à empêcher la propagation du feu.

Les verres feuilletés classiques n’offrent aucune résistance au feu. Par contre, le verre armé et le verre trempé permettent de retarder un peu la rupture et l’effondrement du verre.
Il existe des vitrages spéciaux résistants au feu. Il s’agit de verres feuilletés avec intercalaire intumescent ou avec gel aqueux.

Quelles sont les combinaisons possibles entre la sécurité et les autres performances ?

Les dispositions relatives à la sécurité sont bien sûr superposables à des dispositions lumineuses, acoustiques ou énergétiques. En effet, un film basse émissivité et/ou réfléchissant peut être ajouté au sein du double vitrage. Les verres absorbants peuvent être trempés. Il est nécessaire de ne pas privilégier un facteur au détriment d’un autre.

La présence de verre trempé ou feuilleté ne modifie pas la valeur du coefficient de transmission thermique U. Par contre, le procédé de trempe modifie quelque peu l’aspect superficiel et les propriétés de réflexion du vitrage. Le feuilletage du verre le rend plus bleuté, mais ne modifie pas ses propriétés énergétiques et lumineuses (un verre feuilleté offre un coefficient U pratiquement égal à un verre monolithique de la même épaisseur).

On remarque que les verres feuilletés de sécurité sont en général très efficaces contre le bruit. On peut estimer qu’un bon vitrage thermique feuilleté pourra assurer, à la fois, les fonctions acoustique, sécurité et thermique dans un site urbain très bruyant.

L’effet esthétique produit / ou recherché

Ce sont les vitrages à contrôle solaire qui offrent les aspects les plus variés. En effet, ces vitrages peuvent être clairs ou teintés (bronze, gris, argenté, vert, bleu…). Ils confèrent aux vitrages des propriétés de réflexion ou d’absorption lumineuses très diverses.

Les vitrages basse émissivité ont un reflet qui diffère un peu d’un double vitrage classique mais dans des proportions moindres. Les caractéristiques de sécurité par contre modifient peu l’aspect du vitrage. Les vitrages feuilletés peuvent avoir un reflet plus bleuté. Les vitrages trempés ou durcis peuvent contenir de légers dessins colorés dus à des phénomènes d’interférence appelés »fleurs de trempe ». Ils proviennent du procédé de trempe qui modifie quelque peu l’aspect superficiel et les propriétés de réflexion du vitrage.

Quel effet esthétique recherché ?

Photo de bâtiment vitré.

Aujourd’hui le verre est fort utilisé en façade, même comme matériau d’allège. On crée ainsi une continuité et un lissage parfait de la façade.

Pour ces raisons, les vitrages réfléchissants ou absorbants sont fort utilisés. Ils assurent, en plus, une intimité totale intérieure et une protection contre le rayonnement solaire.

L’effet esthétique provoqué par des verres réfléchissants ou colorés sera parfois fortement influencés par l’environnement, l’état du ciel, l’orientation de la façade, la position de l’observateur, la présence de store, la couleur des menuiseries. Il est donc important de faire des études préalables, éventuellement même à l’aide de prototypes.

Précautions

Le vitrage réfléchissant, en plus de réfléchir le paysage, réfléchit le soleil. Cela peut créer des éblouissements indésirés pour les bâtiments voisins. De plus, il diminue définitivement les apports de lumière naturelle à l’intérieur du local quelle que soit son orientation.

Ces vitrages réfléchissent la lumière provenant du milieu le plus lumineux. Dès lors, le soir, c’est l’éclairage artificiel des locaux qui sera réfléchi vers l’intérieur, la vue vers l’extérieur ne sera alors plus possible.

Les vitrages absorbants et réfléchissants ont des couleurs très variables. Leur coloration a une répercussion directe conséquente sur la perception des couleurs.

L’uniformité

Si on souhaite une uniformité de la façade, il convient de placer côte à côte le même type de vitrage sans inverser les faces. Cela concerne tant la couleur et la réflexion que le pouvoir isolant et l’épaisseur. Des épaisseurs de vitrages différentes nécessitent souvent des cadres différents.

Le coût

Le choix adéquat d’un vitrage peut fort diminuer les consommations d’énergie. Il est nécessaire avant de rejeter un vitrage à cause de son prix, d’évaluer rapidement la rentabilité de ce vitrage par rapport au coût d’investissement.

Les facteurs intervenants dans le prix d’un vitrage sont :

Sa qualité : plus il est performant plus, il est cher.
Ses dimensions : plus il est grand ou épais, plus il est cher.
La quantité commandée : plus on en commande, moins il est cher.

Pour se faire une idée, voici une estimation de prix de vitrage au m², fourniture et mise en œuvre compris.
On consultera les fabricants pour avoir des informations plus précises.

Type de verre ou vitrage	Composition en mm	Estimation en €/m²
Vitre simple claire neutre	6 mm	45	50
Vitre simple claire neutre	12 mm	110	130
Vitre simple claire réfléchissante	6 mm	95	105
Verre armé*	6 mm	35	37
Verre feuilleté*	44.2	60	85
Vitrage Rf (résistant au feu)*	1/2 heure	310	400
Vitrage Rf (résistant au feu)*	1 heure	570	620
Double vitrage ordinaire (U=2.9 W/m²K)	4-12-4 mm	48	50
Double vitrage ordinaire (U=2.9 W/m²K)	6-12-6 mm	52	57
Double vitrage isolant à basse émissivité	6-12-6 mm	65	75
Double vitrage réfléchissant clair	6-12-6 mm	145	150
Double vitrage acoustique	8-12-4 mm (38 dB)	115	120
Double vitrage acoustique	10-20-4 mm (41 dB)	125	130
Vitrage chromogène	11 mm	2 480	2 975
Triple vitrage	28 mm	80	85

(*) S’ils sont montés en double vitrage, au prix des vitrages de sécurité, il sera nécessaire d’ajouter celui d’un vitrage simple supplémentaire.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir l’isolant pour une toiture existante [Améliorer]

Lattes
Contre-lattes
Sous-toiture
Isolant
Charpente
Pare-vapeur
Finition du plafond

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 (K_global ou Be 450).

Élément de la surface de déperdition	U_max(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.

Aujourd’hui, l’optimum se situe à :

U = 0,3 [W/m²K], pour les toitures

Cette valeur permet de satisfaire de manière plus aisée l’exigence de niveau d’isolation globale (K).
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 !

Épaisseur 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 œuvre 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’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 VII de la PEB).

Cas d’une isolation par l’extérieur ou d’une isolation par l’intérieur avec sous-toiture

concevoir

Dans les cas d’une Toiture « Sarking »ou d’une isolation par éléments autoportants ou d’une isolation entre chevrons avec sous-toiture, le type d’isolant se choisit comme pour une nouvelle toiture.

Cas d’une isolation par l’intérieur sans sous-toiture

L’isolant doit être hydrophobe et non capillaire de sorte qu’en cas d’infiltration d’eau, l’eau ne stagne pas et ne pénètre pas dans l’isolant. On évite ainsi qu’il perde sa capacité isolante et qu’il se détériore.

L’isolation entre les chevrons peut se faire avec de la laine minérale, du polystyrène expansé, du polystyrène extrudé ou un isolant biosourcé.

Le polyuréthanne est à éviter en raison de sa sensibilité à l’eau.

l’efficacité isolante,
la compatibilité 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.

Les isolants minces réfléchissants ont fait l’objet d’une polémique importante ces dernières années.

Qu’en penser ? Nous reproduisons en annexe le compte-rendu détaillé de l’étude du CSTC 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 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 en fait 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.

Si on souhaite les associer à un isolant traditionnel, leur faible perméabilité intrinsèque à la vapeur d’eau les prédispose naturellement à être utilisés comme pare-vapeur (pose du côté chaud) et non comme sous-toiture (risque de condensation en sous-face).

La compatibilité avec les autres éléments

Certains isolants sont incompatibles avec d’autres éléments de la toiture 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

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, les mousses doivent être protégées en interposant des boucliers thermiques efficaces.

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.

En toiture inclinée, l’isolant de bonne qualité, correctement posé et protégé des agressions extérieures, ne nécessite aucun entretien et sa durée de vie ne pose pas de problème particulier.

Mais toute vie a une fin. Il faut donc être attentif au coût de son remplacement en fin de vie, dont le coût de mise en décharge. Dans le futur, celui-ci risque de croître, notamment pour les mousses synthétiques.

Épaisseur calculée de l’isolant

Remarque : les calculs ci-dessous sont faits avec l’hypothèse que la toiture 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.

Pour assurer l’étanchéité à l’air, il est préférable que la toiture soit équipée d’une sous-toiture. Si elle est rigide, la sous-toiture permet de garantir le contact entre elle et l’isolant et ainsi assurer une meilleure étanchéité à l’air.
Enfin, toujours pour éviter les infiltrations d’air, il est préférable de choisir une finition de type :

un plafonnage,
par des plaques de carton-plâtre correctement rejointoyées,
ou par des panneaux de fibres de bois liées au ciment, avec enduit.

Calcul précis

L’épaisseur « d_i » de l’isolant se calcule par la formule suivante :

La résistance thermique totale d’une paroi (Rt)
1/U

= [1/h_i + d₁/λ₁+ d₂/λ₂+ … + di/λi + R_u+ 1/h_e]

<=>

d_i

= λ_i [(1/U) – (1/h_i + d₁/λ₁+ d₂/λ₂+ … + Ra + 1/h_e)]

où

λ_i est le coefficient de conductivité thermique de l’isolant,
U est le coefficient de transmission thermique de la toiture à atteindre (exemple : 0,3 W/m²K),
h_eet h_iles coefficients d’échange thermique entre le toit et les ambiances extérieures et intérieures valant respectivement 23 W/m²K et 8 W/m²K,
d_x/λ_xla résistance thermique des autres couches de matériaux,
R_aest la résistance thermique des couches d’air

Exemple.

Le tableau ci-dessous donne les résultats des calculs pour une configuration de toiture sans sous-toiture.

Dans les calculs, l’espace entre les éléments de couverture et la sous-toiture est considérée comme une couche d’air très ventilée.

Données concernant les différentes couches : de l’intérieur vers l’extérieur :

plaques de plâtre, 9 mm, λ = 0,35 W/(mxK);
gaine technique : vide non ventilé de 2 cm –> Ra = 0,17 m²K/W
isolant : MW : λ = 0,041 W/(mxK); EPS : λ = 0,04 W/(mxK); XPS : λ = 0,034 W/(mxK) ;

(Valeurs extraites de la NBN B 62-002/A1)

On a donc pour U = 0,3 et : λi = 0,04

d_i= λ_i [(1/U) – (1/h_i + d₁/λ₁+ Ra + 1/h_i)]

d_i= 0,04[(1/0,4) – (1/8 + 0,009/0,35 + 0,17 ₊ 1/8)]

d_i= 0,082 m

Valeur U sans isolation [W/(m²xK)]

Épaisseur (en mm) d’isolant nécessaire pour obtenir :

U < 0,4 W/(m²xK)

Épaisseur (en mm) d’isolant nécessaire pour obtenir :

U < 0,3 W/(m² x K)

MW, EPS

PUR

XPS

MW, EPS

PUR

XPS

2,1

> 90

déconseillé sans sous-toiture

> 70

> 120

déconseillé sans sous-toiture

> 100

calculs

Pour estimer le coefficient de transmission thermique d’une toiture à partir des différentes épaisseurs de matériaux

Calcul simplifié

La valeur k 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 :

d_i= λ_i ((1/ U) – (1/h_e+ 1/h_i) [m]

Pour U = 0,3 W/m²K,

d_i= λ_i ((1/ 0,3) – (1/23 + 1/8 )) m

= λ_ix 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 λ_i vaut 0.028 W/mK (PUR suivant NBN B 62-002/A1)

d_i = 0.028 x 3.16 = 0.088 m

L’épaisseur commerciale : 90 mm ou 40 mm + 50 mm.

calculs

Pour estimer vous-même, de manière simplifiée, l’épaisseur suffisante d’un isolant

Conseils généraux de mise en œuvre de la couche isolante

Pour éviter les ponts thermiques, l’isolant doit être placé sur toute la surface de la toiture sans oublier les éventuelles parties verticales ossature-bois, les joues des lucarnes, etc.

> Les joints entre les éléments suivants doivent être bien fermés :

entre les différents panneaux isolants,
entre les panneaux isolants et la charpente.

Pourquoi ?

> 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 de la toiture doit être en contact avec l’isolant des murs extérieurs; dans le cas d’une échelle de corniche, les espaces libres doivent être remplis d’isolant.
Il doit être dans le prolongement et en contact avec le dormant du châssis muni d’un vitrage isolant.
Il doit être en contact avec l’isolant autour du conduit de cheminée.

concevoir	Pour réaliser correctement le raccordement avec une fenêtre de toiture
concevoir	Pour réaliser correctement le raccordement avec une cheminée

> Les panneaux isolants ne peuvent être perforés pour la pose de conduite, etc.

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

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Check-list d’un cahier des charges [isolation de la toiture plate]

La rénovation de la toiture plate est programmée. Voici les points essentiels que doit contenir le cahier des charges.
On sera attentif à 4 aspects du projet :

Le choix des techniques

Exigences	Pour en savoir plus
L’isolant doit idéalment se trouver du côté extérieur par rapport au support. (Pas de toiture froide ! ) (l’isolation à l’intérieur de la structure est délicate à réaliser).	Concevoir
Préférer le lestage aux autres formes de protection, si la pente et la capacité portante du support le permettent.	Concevoir
Toujours protéger la membrane d’étanchéité des rayonnements UV, sauf si celle-ci les supporte et ne risque pas de provoquer la corrosion des accessoires métalliques situés en aval.	Concevoir
Préférer un système d’étanchéité bicouche à un système monocouche, surtout si les conséquences d’une infiltration risquent d’être graves.	Concevoir
Préférer la toiture chaude à la toiture inversée.	Concevoir
Si la membrane d’étanchéité existante est neuve, envisager la toiture inversée ou combinée.	Concevoir
Une toiture inversée doit être lestée, il faut vérifier la capacité portante du support.	Concevoir
La pente minimale pour une toiture chaude doit être de 2 cm/m. La pente minimale pour une toiture inversée doit être de 3 cm/m. La pente maximale pour une toiture lestée au gravier est de 5 cm/m. La pente maximale pour une étanchéité collée à la colle bitumineuse à froid est de 15 cm/m. La pente d’une toiture jardin est de préférence nulle.	Concevoir
Vérifier si un pare-vapeur est nécessaire, et dans ce cas, le prescrire.	Concevoir
Compartimenter l’isolant d’une toiture chaude, sauf ci celui-ci est du verre cellulaire.	Concevoir
Réduire les ponts thermiques.	Concevoir

Le choix des matériaux

Exigences	Pour en savoir plus
Prescrire des matériaux agréés BENOR ou bénéficiant d’un agrément technique UBAtc.	Réglementations
Seule la mousse de polystyrène extrudé convient actuellement pour l’isolation thermique des toitures inversées.	Concevoir
Si un pare-vapeur est nécessaire dans une toiture chaude, il sera de même nature que la membrane d’étanchéité.	Concevoir
Utiliser de la colle à froid plutôt que coller au bitume chaud ou plutôt que souder à la flamme, lorsqu’il y a des risques importants en cas d’incendie.	Concevoir
Préférer l’usage du verre cellulaire complètement étanche à la vapeur, pour l’isolation thermique de locaux à température élevée et forte humidité relative (Classe de climat IV).	Techniques
Ne pas poser d’isolant à base de polystyrène sous une membrane d’étanchéité bitumineuse.	Concevoir
Préférer les membranes bitumineuses aux membranes synthétiques si on ne dispose pas d’un personnel de pose spécialisé et qualifié.	Concevoir
Choisir un isolant dont la résistance mécanique est compatible avec les contraintes d’usage de la toiture.	Concevoir

Le dimensionnement des matériaux

Exigences	Pour en savoir plus
Pour être sûr d’obtenir un coefficient de conductivité thermique U répondant aux exigences de la réglementation, il faut calculer l’épaisseur minimale nécessaire en fonction du type d’isolant choisi.	Concevoir
Pour que le pare-vapeur soit efficace, il faut que sa résistance à la diffusion de vapeur µd ait une longueur minimale en fonction du type d’isolant, du type de support et de la classe de climat intérieur des locaux couverts.	Concevoir
Le système d’accrochage du complexe de toiture (isolation-étanchéité) doit être dimensionné en fonction de l’action du vent. L’action du vent est plus importante le long des rives et aux angles de la toiture plate. Le poids du lestage doit atteindre au moins 1.5 fois l’action du vent. La résistance utile des fixations et des colles est indiquée par les fabricants sur bases d’essais réalisés suivant les directives UEAtc.	Concevoir

Les recommandations de bonne pratique

Exigences	Pour en savoir plus
Faire respecter les codes de bonne pratique, les normes, les prescriptions des fabricants et les prescriptions des agréments techniques UBAtc.	Réglementations
Vérifier le taux d’humidité du support avant réalisation et étudier les possibilités de séchage.	Évaluer
Soigner la continuité de l’isolant et sa pose.	Concevoir
Ne jamais enfermer d’humidité dans l’isolant de la toiture chaude.	Evaluer
Vérifier la compatibilité des matériaux entre eux.	Concevoir
Ne pas surchauffer les matériaux (isolant, étanchéité, métaux, …) qui perdent leurs propriétés ou s’enflamment.	Concevoir
Poser correctement un pare-vapeur continu.	Concevoir
Exiger et vérifier l’absence totale de courant d’air à travers la toiture.	Concevoir
Toujours souder les joints des membranes d’étanchéité bitumineuse.	Concevoir
Protéger les étanchéités des agressions mécaniques.	Concevoir
Prévoir un contrat d’entretien périodique lié à la garantie décennale.	Améliorer

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Isolation dans la coulisse

En conception : le mur creux à remplissage intégral

Lors du montage du mur creux à remplissage intégral, les panneaux isolants doivent être placés de manière à être jointifs entre eux mais également avec les châssis de fenêtres, avec les fondations et avec la toiture.

Le mode de construction traditionnellement utilisé en Belgique consiste à élever les maçonneries par tronçons en commençant par le parement, puis par le mur intérieur et en incluant l’isolant au fur et à mesure. Cette technique permet de dresser le mur extérieur par tronçon à partir des dalles aux différents niveaux du bâtiment et permet donc l’économie d’un échafaudage placé à l’extérieur pour le montage du parement (*).

Cette technique de construction permet de réaliser un travail correct du point de vue thermique. En effet, de par le fait que la coulisse est « bourrée » d’isolant, le remplissage intégral du creux d’un mur souffre peu des erreurs de pose; il faudrait vraiment une (mauvaise) volonté délibérée de l’entrepreneur pour que des erreurs de mise en œuvre puissent avoir une influence réelle sur le coefficient de transmission thermique réel du mur (déchets de mortiers laissés entre les panneaux, absence de protection contre les pluies en cours de chantiers, etc.).

Cependant, aucun contrôle visuel de la qualité d’exécution de l’isolation n’est possible avec cette technique.

Un contrôle de la qualité de l’isolation, de sa fixation, ainsi qu’un contrôle des crochets de liaison et des membranes d’étanchéité qui doivent être placées en attente n’est possible que lorsque la paroi est réalisée de la manière suivante :

on construit d’abord le mur porteur intérieur sur toute sa hauteur,
on y applique et fixe le matériau isolant,
on construit enfin l’ensemble du parement.

(Cette méthode est, par ailleurs, la seule acceptable pour le mur creux à remplissage partiel).

^(*) L’économie d’échafaudage dépend de l’organisation de l’entrepreneur. Certains entrepreneurs disposent de leurs propres échafaudages, d’autres doivent les louer. En principe, l’échafaudage est, de toute façon, nécessaire par la suite pour le jointoyage a posteriori de la façade. Mais cet échafaudage peut être plus léger. Pour diverses raisons, le jointoiement au fur et à mesure du montage du mur est à déconseiller au profit du jointoiement ultérieur, et ce, d’autant plus dans le cas d’un mur isolé pour lequel des exigences plus strictes sont formulées quant à la qualité des briques et du mortier mis en œuvre⁽« Eclatement de joints de mortier ». Revue CSTC n°1, janvier-mars 1986. Bruxelles.).

En conception : le mur creux à remplissage partiel

Lors du montage du mur creux à remplissage partiel, les panneaux isolants doivent être placés de manière à être jointifs entre eux mais également avec les châssis de fenêtres, avec les fondations et avec la toiture.

Pour réaliser correctement le remplissage partiel de la coulisse, on procède de la manière suivante :

on construit d’abord le mur porteur intérieur sur toute sa hauteur,
on y applique et fixe le matériau isolant,
on construit enfin l’ensemble du parement.

Il faut, non seulement, que les panneaux soient correctement pressés l’un contre l’autre mais aussi que ces panneaux soient plaqués contre le mur intérieur grâce à des ancrages spéciaux.

Une pose négligée de l’isolant dans la cadre d’un remplissage partiel du creux détériore fortement le coefficient de transmission thermique réel d’une paroi. En effet, l’espace disponible dans le creux du mur autorise, en cas de pose négligée, une rotation spontanée de l’air autour des panneaux, même lorsque ces derniers sont quasi jointifs dans le plan vertical. Un espace de 5 mm suffit à obtenir cet effet néfaste.

Pour illustrer ce propos, voici des résultats de mesures de coefficients de transmission thermique (U) moyens réels, effectués par la KUL, sur des murs creux où la mise en œuvre de l’isolant a été soignée et sur les mêmes murs creux où la mise en œuvre a été exécutée sans soin particulier et ce, pour des murs creux isolés avec remplissage partiel.

	U_théorique (W/m²xK)	U_pratique (W/m²xK)
Pas d’isolant dans le mur creux	1,34	1,35
Remplissage partiel du creux
Pose correcte de l’isolant.	0,42 à 0,49	0,54 à 0,61
Pose déficiente de l’isolant.	0,42 à 0,49	0,99

En conclusion

L’application et la fixation de l’isolant au mur intérieur préalablement à la construction du parement doit tendre à se généraliser sur tous les chantiers. Cette méthode de construction est d’ailleurs recommandée par la norme NBN B 24-401(**).

(**) : « Il est conseillé de maçonner d’abord la feuille intérieure (mur portant) et ensuite la feuille extérieure (parement) pour garantir un bon placement de l’isolation et une exécution des joints sans bavure ».

^(**) « Exécution des maçonneries ». IBN. Bruxelles – juin 1981.

En rénovation : l’isolation par injection

Principe

Des mousses obtenues par moussage sur chantier de deux composants sont injectées au moyen d’un pistolet dans la coulisse du mur creux au travers de petits orifices pratiqués dans le mur extérieur. Ces mousses se gélifient en place dans la minute qui suit l’injection. Les orifices sont refermés.

Les différents isolants utilisés sont :

la mousse d’urée-formaldéhyde (UF),
la mousse de polyuréthanne (PUR),
les perles de polystyrène expansé (injectés en même temps qu’une colle).

Avantages

L’isolation thermique s’adapte aux interstices de forme irrégulière.

Inconvénients

La mousse d’urée-formaldéhyde (UF) peut provoquer des allergies chez certaines personnes. Si elle est mise en œuvre, il faut assurer une parfaite étanchéité à l’air de la paroi interne du mur.

La mousse d’urée-formaldéhyde (UF) est légèrement capillaire. Cependant cette légère capillarité ne donne pas obligatoirement lieu à des problèmes, car son retrait important permet à l’eau qui aurait traversé le mur de parement de s’écouler sans atteindre l’isolant.

Le contrôle du remplissage est assez difficile à réaliser (éventuellement par thermographie).

L’injection doit être réalisée prudemment par du personnel formé pour maîtriser les pressions exercées par l’expansion de l’isolant sur les faces internes de la coulisse.

En rénovation : le remplissage par insufflation des isolants en vrac

Principe

Un matériau isolant en vrac est insufflé par une machine dans la coulisse du mur creux, soit par des orifices percés dans l’une des parois, soit par le haut depuis les combles. Les éventuels orifices sont ensuite refermés.

Les différents isolants utilisés sont :

la laine minérale (de roche ou de verre) hydrofugée en flocons,
des perles de polystyrène expansé,
des perles de perlite siliconée.

Avantages

Le produit isolant est mis en place à l’état sec.

Inconvénients

Les isolants en vrac se tassent avec le temps.

Le contrôle du remplissage est assez difficile à réaliser (éventuellement par thermographie).

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Toiture chaude

Généralités

La toiture chaude désigne la toiture plate dont l’isolant est placé sur le support sans lame d’air entre les différentes couches.

L’isolant est recouvert par la membrane d’étanchéité, qui le protège. Il reste donc sec et conserve ainsi toutes ses caractéristiques thermiques.

Dans la plupart des cas un écran pare-vapeur doit être interposé entre le support et l’isolant. (En cas de rénovation, il peut s’agir de l’ancienne étanchéité que l’on décide de conserver).

Le lestage n’est pas nécessaire. L’isolant et la membrane peuvent être fixés mécaniquement ou par collage. Il est dans ce cas relativement léger, et peut être appliqué sur des structures existantes qui ne supportent pas une augmentation de charge.

Cas particulier : la toiture compacte

Dans une toiture compacte, l’isolant en plaques de verre cellulaire est directement collé sur le support dans un bain de bitume chaud. Les joints entre les plaques sont remplis de bitume. L’étanchéité est ensuite collée en adhérence totale sur l’isolant, soit à la flamme, soit au bitume chaud.

Cette toiture forme un ensemble étanche exempt de couche susceptible de véhiculer l’air ou l’eau. En cas de défectuosité locale, l’eau ne s’infiltre pas. Les désordres sont limités.
On peut en général renoncer au pare-vapeur du fait que l’isolant et les joints entre plaques sont étanches à la vapeur.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Vitrages isolants thermiques

Le double vitrage à verre clair

Le double vitrage est constitué de deux feuilles de verre assemblées et scellées en usine, séparées par un espace hermétique clos renfermant de l’air ou un autre gaz déshydraté.

Feuilles de verre.
Air et/ou gaz déshydraté.
Espaceur fixant l’espace entre les feuilles de verre.
Ouverture pour l’absorption d’humidité.
Première barrière d’étanchéité en polyisobuthylène.
Dessicant.
Seconde barrière d’étanchéité en polyuréthane, silicone ou polysulfure.

Le dessicant introduit dans l’espaceur est destiné à assécher le gaz emprisonné à la fermeture du vitrage et à absorber la vapeur d’eau éventuelle. Le bon fonctionnement des barrières d’étanchéité et du dessicant conditionne la durée de vie du vitrage.

La composition des doubles vitrages est donnée par 3 valeurs (en mm). Exemple : 4/12/4 : l’épaisseur de la feuille de verre extérieure / l’épaisseur de l’espaceur / l’épaisseur de la feuille de verre intérieure.

La garantie d’efficacité des doubles vitrages prévue dans les (ATG) est de 10 ans. Mais la durée de vie réelle est bien supérieure.

Les modes de transmission de chaleur

L’intérêt du dispositif est de bénéficier du pouvoir isolant apporté par la lame d’air ou de gaz, et de faire baisser de la sorte le coefficient de transmission thermique U de l’ensemble du vitrage.

La transmission de chaleur dans la lame d’air se fait par convection, rayonnement et conduction. Elle se fait par conduction et rayonnement dans le verre. La présence de la lame d’air permet de limiter les pertes de chaleur par conduction, la conductivité thermique de l’air (0.025 W/m.K (à 10°C)) étant nettement inférieure à celle du verre (1 W/m.K).

Caractéristiques énergétiques

Lorsqu’un rayonnement incident est intercepté par une paroi, une partie est réfléchie vers l’extérieur, une partie est absorbée par le matériau, une partie est transmise à l’intérieur. La transmission solaire du double vitrage est légèrement plus faible que celle du vitrage simple, car la chaleur qui traverse le vitrage est absorbée et réfléchie par deux couches et non une seule.

Les schémas suivants donnent les coefficients de transmission thermique U et le facteur solaire FS d’un double vitrage et d’un simple vitrage :

Simple vitrage et double vitrage.

Améliorer la performance du double vitrage ?

Une des manières de réduire le coefficient de conductivité thermique d’un double ou triple vitrage est de travailler sur l’espace interstitiel. La première idée consiste à augmenter l’épaisseur de la lame d’air. Effectivement, l’isolation augmente dans les premiers millimètres, puis l’isolation reste pratiquement constante au-delà de 14 mm. Pourquoi ? Dans le premier temps, l’air constitue un matelas, mauvais conducteur de la chaleur, mais une fois que l’épaisseur d’air s’accroît, des boucles d’échange convectives se forment entre la vitre chaude et la vitre froide… Un double châssis écarté de 20 cm n’isole pas mieux qu’un double vitrage ordinaire.

On a alors pensé à remplacer l’air par un gaz moins conducteur : l’Argon, le Krypton, … Effectivement, cela apporte un « + » à l’effet d’isolation. Mais impossible de descendre en dessous d’un U de 2,5 W/m²K.

Et pourquoi pas le vide ? Effectivement, un vide d’air permet une absence de convection et de conduction. Mais mécaniquement, les deux vitres ont du mal à résister à la pression atmosphérique et se brisent. Il faut alors placer des écarteurs… qui sont eux-mêmes des conducteurs de chaleur… Cette technique est à l’étude, mais n’a pas d’application industrielle aujourd’hui.

Reste à diminuer la transmission de chaleur par rayonnement : c’est l’idée du vitrage à basse émissivité dont nous reparlerons ci-dessous.

Caractéristique lumineuse

Le double vitrage assure un aspect neutre en réflexion et une grande transparence. Il est caractérisé par un coefficient de transmission lumineuse élevé, mais néanmoins inférieur à celui d’un simple vitrage.

Simple vitrage, TL = 90 %.

Double vitrage, TL = 81 %.

Le double vitrage « à basse émissivité »

Principe

Ce vitrage est aussi appelé vitrage à haut rendement ou vitrage super isolant. En anglais, il se nomme vitrage low-E et en France, on l’appelle vitrage à Isolation Renforcée (VIR).

L’objectif est d’augmenter le pouvoir isolant du double vitrage, c.-à-d. de diminuer son coefficient de transmission thermique U (anciennement « k »).

Vous avez dit : « émissivité » ?

Quand de la chaleur ou de l’énergie solaire est absorbée par un vitrage, elle est réémise par le vitrage, soit par convection d’air le long de sa surface, soit par radiation de la surface du vitrage vers les autres surfaces plus froides. Par conséquent, la réduction de la chaleur émise par les vitrages sous forme de radiation peut améliorer fortement ses propriétés isolantes.

La capacité d’un matériau à émettre de la chaleur de manière radiative est appelée son émissivité. Ce coefficient d’émissivité varie en fonction de la longueur d’onde du signal émis. Les fenêtres, ainsi que les matériaux que l’on trouve à l’intérieur d’un bâtiment, émettent typiquement des radiations sous forme d’infrarouges de très grande longueur d’onde. A savoir enfin que pour une longueur d’onde donnée, le coefficient d’absorption d’un matériau est égal au coefficient d’émissivité.

Les vitrages standards ont une émissivité de 0.84 sur l’entièreté du spectre. Cela signifie qu’ils émettent 84 % de l’énergie possible pour un objet à cette température. Cela signifie également qu’en ce qui concerne les rayonnements à grande longueur d’onde qui frappent la surface du verre, 84 % est absorbé et seulement 16 % est réfléchi.

Par comparaison, les couches basse-émissivité ont un coefficient d’émissivité de 0.04.

Les vitrages sur lesquels on a déposé de telles couches émettront seulement 4 % de l’énergie possible à cette température, donc absorberont seulement 4 % du rayonnement de grande longueur d’onde qui les atteint.

Autrement dit, ils réfléchiront 96 % du rayonnement infrarouge de grande longueur d’onde.

Application

Le rayonnement des matériaux du bâtiment est émis à une longueur d’onde plus élevée que ceux qui composent le spectre solaire ou le spectre d’émission des éclairages de vente.

Ondes électromagnétiques correspondant au rayonnement solaire et au rayonnement des matériaux.

La couche basse émissivité est, en général, une couche métallique, en argent par exemple, déposée sous vide et qui doit être placée à l’intérieur du double vitrage vu sa fragilité. Elle bloquera une partie du transfert de chaleur par rayonnement, diminuant ainsi le flux total de chaleur au travers de la fenêtre.

Importance de la position de la couche basse émissivité

La position de la couche basse émissivité dans un double vitrage n’affecte en rien le facteur U (ou k) de celui-ci. Donc, en ce qui concerne les pertes de chaleur par transmission, il n’y a absolument aucune différence que la couche basse émissivité soit placée en position 2 ou en position 3.

Numérotation des vitrages.

La surface d’un vitrage, dans un double ou un triple vitrage, est référencée par un nombre, commençant par le numéro 1 pour la surface extérieure du vitrage extérieur vers la surface intérieure du vitrage intérieur. La surface intérieure d’un double vitrage porte donc le numéro 4.

Par contre, le facteur solaire FS (ou le facteur de transmission de l’énergie incidente) du vitrage est influencé par la position de la couche. En effet, en plus de sa capacité à inhiber les transferts d’infrarouges à grande longueur d’onde, une couche basse émissivité absorbe aussi une certaine quantité de l’énergie solaire incidente. Cette énergie absorbée est transformée en chaleur, provoquant ainsi un échauffement du vitrage.

Si l’on cherche à diminuer la chaleur incidente (FS faible), la couche basse émissivité sera placée en face 2, la chaleur absorbée par le vitrage étant alors essentiellement réémise vers l’extérieur; ce qui devrait pouvoir théoriquement réduire les apports externes pour les meubles frigorifiques fermés. En analysant le marché des fabricants de meubles frigorifiques, il semble que ce type d’application ne soit pas développée.

Si vous êtes en possession de données contredisant ce qui précède, n’hésitez pas à nous les communiquer !

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Formation de moisissures

Conditions au développement de moisissures

Le texte ci-dessous est extrait de la Note d’Information Technique (NIT) n° 153 (Problèmes d’humidité dans les bâtiments) du CSTC.

Qu’est-ce qu’une moisissure ?

Des spores de moisissures, dont les dimensions sont généralement inférieures à 10 microns, sont normalement présentes dans l’air, au même titre que les bactéries. Leur concentration dans l’air extérieur est de l’ordre de 10⁵spores par m³ d’air, bien qu’elle soit plus faible après une période de pluie ou pendant des périodes de grand froid, et plus élevée aux alentours des bois, des parcs, etc.

La concentration en spores de moisissures dans l’air intérieur est en général un peu moins forte que dans l’air extérieur.

Il existe normalement de nombreuses variétés de spores de moisissures, certaines apparaissent dans des proportions plus diverses que d’autres selon la saison. Selon leur type, les moisissures sont gris verdâtre, brun foncé ou noirâtre.

En se développant, les moisissures produisent d’autres spores, de sorte que leur prolifération peut être très rapide.

Conditions nécessaires au développement de moisissures

La formation de moisissures sur une surface ne se produit que dans des conditions favorables. Il faut notamment :

Une quantité d’oxygène suffisante.

Des conditions de température adéquates. Bien que les moisissures puissent se développer à des températures comprises entre 0 et 60°C, la température optimale pour un développement rapide se situe entre 5 et 25°C. Il est important que les variations de température ne soient pas trop importante.

Un fond nourrissant approprié.

Une humidité suffisante.

Les deux premières conditions ne posent pas de problèmes dans les bâtiments. En effet, de l’oxygène s’y trouve en suffisance et la température se situe la plupart du temps dans les limites les plus favorables. D’où l’importance des deux dernières conditions : fond nourrissant approprié et humidité suffisante.

Fond nourrissant

Pour leur développement, les moisissures ont besoin de faibles quantités de matières organiques décomposables comme les sucres, les graisses et surtout la cellulose.

Même dans des bâtiments très propres, les traces de souillure sur les parois sont suffisamment nombreuses pour permettre le développement de moisissures.

Il va de soi que les endroits présentant une accumulation de salissures ou de poussières constituent des emplacements de prédilection pour le développement de moisissures.

Certaines sortes de papiers peints et surtout la colle cellulosique avec laquelle ils sont posés, ainsi que certains types de peintures semblent être à des degrés divers de bons fonds nourrissants pour les moisissures.

Présence d’humidité

L’organe reproducteur des moisissures contient environ 95 % d’eau. L’eau est une condition essentielle au développement des moisissures. Celles-ci puisent l’humidité nécessaire principalement dans le support sur lequel elles se développent.

Des variations importantes de la teneur en humidité ne donnent pas lieu, en général, à un développement de moisissures, c’est-à-dire que le développement de moisissures est rarement lié à la pénétration d’eau de pluie.

Condensation de surface ou formation de moisissures ?

La condensation superficielle apparaît lorsque l’humidité relative, à la surface d’une paroi, atteint 100 %. La formation de moisissures sur une paroi peut déjà se produire à partir dune humidité relative de 80 % si le matériau en contact avec l’air humide est hygroscopique. Ceci s’explique par le fait qu’un matériau hygroscopique absorbe une grande quantité d’humidité pour des humidités relatives de l’air situées en dessous du niveau de saturation.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir le pare-vapeur pour la toiture à versants

Lattes
Contre-lattes
Sous-toiture
Isolant
Charpente
Pare-vapeur
Finition du plafond

Pourquoi faut-il un pare-vapeur ?

À l’intérieur des locaux, il y a toujours production de vapeur (par les occupants, par les plantes, par le nettoyage, etc.). La pression partielle de vapeur intérieure est donc toujours supérieure à celle présente à l’extérieur. Ainsi la vapeur d’eau va migrer vers l’extérieur au travers de la toiture.

Vu que la résistance à le diffusion de vapeur de certains isolants (laines minérales, par exemple) est très faible par rapport à celle de la sous-toiture, la pression de vapeur du côté inférieur de celle-ci est quasi identique à la pression de vapeur intérieure; elle est donc relativement élevée. Or, après avoir traversé l’isolant, cette vapeur d’eau va rencontrer une paroi froide. Il y a donc un grand risque de condensation interne d’abord sur la face inférieure de la sous-toiture, et ensuite dans l’isolant.

Schéma sur le principe de condensation interne.

Le pare-vapeur, placé du côté intérieur de 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 la sous-toiture est déjà fortement déchargé de sa charge de vapeur. Il n’y a plus de risque de condensation.

Exemple.

Sans pare-vapeur :

Avec pare-vapeur :

P.S. : les diagrammes ne tiennent pas compte de la couche d’air (peu influente) en dessous des tuiles.

calculs

Si vous voulez vous-même évaluer la présence de condensation interne dans une toiture, cliquez ici !

Faut-il toujours un pare-vapeur ?

Non, pas toujours, car :

Le choix d’une une isolation thermique réalisée avec des mousses synthétiques ou du verre cellulaire, avec injection de mousse polyuréthane dans les joints ne nécessite pas toujours l’utilisation d’un pare-vapeur. Ces matériaux ont en effet un coefficient de résistance à la diffusion de vapeur(µ) qui peut être plus élevé que celui de la sous-toiture.
Par contre, 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 couverture, de sous-toiture, de classe de climat intérieur), cet écran d’étanchéité à l’air suffit à éviter toute condensation interne.

Schéma sur le principe de condensation.

La vapeur qui passe par un joint non rebouché
entre 2 plaques de gyproc est … 100 … 1 000 fois plus importante
que la vapeur qui traverse la plaque elle-même.

Il est donc 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 un écran étanche à l’air et la finition intérieure.

Quel pare-vapeur choisir ?

Classe du pare-vapeur

Le choix de la classe du pare-vapeur se fait en fonction :

du type d’isolant (plus ou moins perméable à la vapeur),
du type de sous-toiture,
du matériau de couverture,
du climat intérieur des locaux.

Lorsque l’isolant offre une résistance suffisante à la diffusion de vapeur, le pare-vapeur n’est pas nécessaire à condition que les joints soient étanches à l’air.

Lorsqu’on utilise un isolant perméable à la vapeur (laines minérales) ou des isolants étanches à l’air, sans être certain de la qualité des joints, on applique les prescriptions du tableau ci-dessous.

Sous-toiture	Classe de climat intérieur	Tuiles			Ardoises		Bardeaux bitumés sur voliges	Tôles ondulées
Sous-toiture	Classe de climat intérieur	Terre cuite	Béton	Métal	Naturelles	Synthétiques	Bardeaux bitumés sur voliges	Tôles ondulées
Aucune	I	–	–	–	–	–	/	–
Aucune	II, III	–	E1	E1	E1	–	/	–
Capillaire	I	–	–	–	–	–	/	–
Capillaire	II, III	–	–	–	–	–	/	–
Non capillaire en bandes	I	–	–	–	–	–	/	–
Non capillaire en bandes	II, III	E1	E1	E1	E1	E1	/	E1
Non caplillaire continue	I	–	–	–	–	–	–	–
Non caplillaire continue	II, III	E2	E2	E2	E2	E2	E2	E2
Eléments de toiture isolants*	I	–	–	–	–	–	–	–
Eléments de toiture isolants*	II, III	E1	E1	E1	E1	E1	E2	E1
	IV	A examiner au cas par cas. Il importe cependant d’assurer une étanchéité à l’air parfaite. La pose d’un support et d’un E3 sur les chevrons est généralement nécessaire. Une isolation sous les chevrons laissant un vide entre l’isolant et la sous-toiture ne convient pas.

(/) : non applicable.
(-) : un écran d’étanchéité à l’air suffit
(*) : la qualité de l’écran pare-vapeur des éléments préfabriqués de toiture est normalement de niveau E1 ou supérieure.

Source : Toitures en tuiles plates – Conception et mise en œuvre – NIT 186 du CSCT – Décembre 1992 – tableau 17 pg. 60.

Forme

Le pare-vapeur peut être :

intégrés aux panneaux préfabriqués,
incorporé à la finition,
fixé aux laines minérales,
indépendant.

Conseils de mise en œuvre

> Le pare-vapeur doit être placé sur toute la surface de la toiture sans oublier les éventuelles parties verticales, ossature-bois et lucarnes.

> Il faut bien fermer les joints entre les plaques, les panneaux ou les feuilles souples (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.
1. Panne.
2. Pare-vapeur.
3. Chevrons.
4. Finition en plâtre.
5. Fermeture du pare-vapeur avec une injection de silicone.
6. Fermeture du joint entre panneaux avec un enduit de finition.

Remarque : les joints entre les plaques de finition et les pannes sont réalisés de la même manière.

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 l’isolant, celui-ci est d’abord agrafé sur la partie inférieure des chevrons, des fermes ou des contre-chevrons.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.


Ruban adhésif.	Latte de serrage.

Les joints d’un pare-vapeur en matériau bitumineux sont collés ou soudés.

> Il faut soigner les raccords du pare-vapeur avec la maçonnerie, la charpente et les châssis :

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 au bois et à la maçonnerie;
soit au moyen d’un joint de silicone (uniquement entre pare-vapeur et charpente). Ce joint sera éventuellement caché par la finition.

Joint silicone.

Panne.
Chevron.
Pare-vapeur.
Contre-latte.
Sous-toiture.
Latte.
Couverture.
Joint-colle.

Joint souple + latte fixée.

Pare-vapeur.
Latte.
Joint souple.

> Il faut veiller à ne pas perforer le pare-vapeur :

Les canalisations (eau, électricité, …) sont, si nécessaire, logées dans un vide technique obtenu, par exemple, par la pose d’un lattage entre le pare-vapeur et la finition intérieure. La création de ce vide permet, en plus, le cas échéant, de rectifier la planéité de la finition. Celle-ci est couramment réalisée à l’aide de matériaux plans assez rigides : planches rainurées languettées (bois, MDF, PVC…), panneaux bois, plaques de plâtre (rejointoyées ou enduites).

Finition du plafond.
VIDE TECHNIQUE.
Lattes.
Pare-vapeur.
Isolants.
Isolants.
Contre-lattes.
Lattes.
Couverture.

Le pare-vapeur doit rester continu derrière les éléments encastrés dans la finition (spots, prises de courant, interrupteurs, points d’arrivée d’eau, …).
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. Il faut donc soit choisir des matériaux pouvant résister à ces températures, soit les protéger 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.

Première couche d’isolant.
Deuxième couche d’isolant.
Pare-vapeur.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Rentabilité de l’isolation d’une paroi

Attention !
L’évaluation ci-dessous est applicable à d’anciens bâtiments non climatisés. Elle n’est pas valable pour des bâtiments neufs bien isolés et climatisés.

Calculs

Si vous voulez accéder à un programme de calcul qui effectue les calculs ci-dessous.

Évaluation de l’économie énergétique annuelle engendrée par l’isolation d’une paroi en contact avec l’extérieur

Principe de base

On détermine une température moyenne intérieure et une température moyenne extérieure pour la saison de chauffe.

La quantité de chaleur traversant 1 m² de paroi donnée est alors estimée avant et après isolation.

L’économie d’énergie annuelle par unité de surface de déperdition est la différence entre les 2 pertes de chaleur durant la saison de chauffe.

Économie d’énergie annuelle

L’économie d’énergie annuelle =
((ΔU x S x ΔTm) / η) x durée de chauffe

Avec :

Δ_U = la différence entre le coefficient de transmission thermique de la paroi avant et après isolation de celle-ci [W/m²xK]avec,

S = la surface de la paroi; elle est fixée à 1 m²
Tm = T_{int. moy.}– T_{ext. moy.}= écart entre les températures moyennes intérieures et extérieures
η = rendement global de l’installation de chauffage

Détaillons quelques paramètres :

Le coefficient de transmission thermique de la paroi

Les valeurs des coefficients de transmission thermiques ont été calculées pour certaines parois types. Elles ont été calculées de manière plus complète dans l’ouvrage : « Parois courantes : catalogue de coefficients k’ de la Région wallonne » – Aménagement du territoire, Logement, Patrimoine et Énergie (DGO4).

La température intérieure moyenne du bâtiment (T_int_^moy.)

T_{int. moy. =}Température moyenne des locaux en journée – réduction pour les coupures de nuit et de week-end – réduction pour les apports gratuits.

Les valeurs que l’on peut considérer pour les coupures
(nuits, W.E., congés scolaires) sont données dans le tableau suivant :

Type de bâtiment :	Réduction (°C)
Hôpitaux, homes, maisons de soins	0°C
Immeuble d’habitation avec réduction nocturne	1,5°C
Bâtiment administratif, bureaux	3°C
École avec cours du soir	4,5°C
École sans cours du soir et de faible inertie	6°C

La réduction pour les apports gratuits (équipements internes, personnes, soleil, …) est estimée en moyenne entre 2 et 3°C.

Cette réduction doit être adaptée en fonction des caractéristiques physiques du bâtiment : elle doit être augmentée si l’inertie et l’isolation sont fortes, si les apports internes sont grands (ordinateur, éclairage, occupation, …) et diminuée si le bâtiment est peu vitré, par exemple.

La température extérieure moyenne (T_{ext. moy.})

C’est la température extérieure moyenne, durant la saison de chauffe. Le tableau ci-dessous donne sa valeur équivalente entre le 15 septembre et le 15 mai pour quelques endroits de notre région :

Région	T_{ext. moy.}
Uccle	6,5°C
Hastière	5,5°C
Libramont	3,5°C
Mons	6°C
Saint Vith	2,7°C

La durée de chauffe

La durée de la saison de chauffe peut être uniformisée du 15 septembre au 15 mai, soit 242 jours, soit 5 800 heures. Les températures extérieures moyennes ci-dessus sont calculées fictivement en considérant que la saison de chauffe est partout de 242 jours.

Tout se passe donc comme si…

Tout se passe donc comme si durant 242 jours la température de Uccle est de 6,5°C; que la température intérieure d’un bureau (maintenu à 20°C durant la journée) est en permanence de 14°C (20°C – 3°C – 3°C). La différence de température est donc de (14°C – 6,5°C), soit 7,5°C.

Rendement global de l’installation de chauffage

La notion de rendement global d’une installation de chauffage traduit son efficacité énergétique.

Le rendement représente le pourcentage d’énergie consommée qui est réellement utile au confort des occupants, le complément de consommation servant à compenser les pertes au niveau de la production, de la distribution, de l’émission et de la régulation.

Des ordres de grandeur de ce rendement peuvent être donnés en fonction du type de chaudière et de l’installation ainsi que de sa régulation.

Exemple.

Un m² de mur de briques pleines de 29 cm (U = 2,3 W/m² K) constitue la paroi d’un local de bureau chauffé à 20°C à Uccle. Le mur est isolé avec 6 cm de laine minérale (U = 0,5 W/m² K). Le rendement global de l’installation de chauffage est évalué à 70 %.

L’économie d’énergie annuelle

= (ΔU x S x ΔTm x durée de chauffe) / 0,7

= [(2,3 – 0,5) x 1 x [(20 – 3 – 3) – 6,5)] x 5 800 h] / 0,7

= (1,8 x 7,5 x 5 800) / 0,7

= 111 857 Wh

= 112 kWh

Sachant qu’1 m³ de gaz équivaut énergétiquement à 1 litre de mazout et à 10 kWh,

L’économie d’énergie annuelle par m²

= 11,2 litres de mazout ou 11,2 m³ de gaz.

Évaluation de la rentabilité d’une isolation de paroi en contact avec l’extérieur

Pour évaluer la rentabilité financière de l’isolation d’une paroi, on met en balance, d’une part le gain annuel financier provenant des économies d’énergie suite à l’isolation, d’autre part, le coût de revient de cette amélioration. Ce calcul est simplifié : il ne tient pas compte du manque à gagner de l’argent dépensé pour payer la rénovation qui aurait pu être placé en banque.

Exemple : évaluation de la rentabilité de l’isolation du mur de l’exemple

ci-dessus.

Lorsqu’on isole 1 m² de mur, l’économie annuelle est de 11,2 litres de gasoil. Avec un prix du gasoil de 0,8 € par litre, l’économie financière annuelle est de 9 €.

Si l’on estime le coût d’une isolation de mur par l’extérieur à 62 à 75 € par m², le temps de retour est de 7 à 8 ans.

La rentabilité peut être améliorée par des subventions.
Elle est augmentée largement si le bâtiment est situé en Ardenne (T_{ext. moy.}plus basse) ou si le chauffage est plus continu (cas des hôpitaux, des piscines, des homes où la tint_moy. est plus élevée).

Indépendamment des aspects budgétaires, le confort thermique sera amélioré dans les locaux, du point de vue environnemental, les rejets de gaz polluants seront diminués… ce qui ne se chiffre pas financièrement…!

Calculs

Si vous voulez accéder à un programme de calcul qui effectue les calculs ci-dessus pour votre propre situation.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir la protection extérieure

En fonction du type de toiture

Toiture inversée

Les parties courantes

La couche isolante d’une toiture inversée est actuellement réalisée uniquement à l’aide de mousse de polystyrène extrudé. Ce matériau ne résiste pas au rayonnement ultraviolet, en outre, il doit être lesté pour éviter son soulèvement sous l’effet du vent ou par flottaison.

Les seules protections qui conviennent dans ce cas sont donc les protections lourdes :

du gravier,
des dalles (sur gravier ou sur plots),
ou des dalles complexes isolantes.

Les remontées d’étanchéité en rives

Lorsque la membrane d’étanchéité utilisée doit être protégée des rayonnements UV (voir plus loin), les remontées d’étanchéité qui ne peuvent être protégées par la protection lourde doivent l’être par une protection légère.

Toiture chaude

Les parties courantes

Tous les systèmes de protection sont possibles pour les toitures chaudes.

Le choix de la protection ne dépendra plus que de la nature de l’étanchéité et de la force portante du support.

Si le support le permet, on préférera une protection lourde qui protège mieux la membrane des chocs thermiques, à cause de l’inertie thermique de la protection, et dispense d’accrocher l’étanchéité.

Si le support ne le permet pas, on se contentera d’une protection légère.

Les remontées d’étanchéité en rives

lorsque la membrane d’étanchéité utilisée doit être protégée des rayonnements UV, les remontées d’étanchéité qui ne peuvent être protégées par la protection lourde doivent l’être par une protection légère.

La pente de la toiture

Les protections légères peuvent être appliquées quelle que soit la pente de la toiture.

Les protections lourdes ne conviennent que pour les toitures relativement horizontales, ainsi :

lorsque la pente de la toiture dépasse 5 %, la membrane ne peut être protégée par du gravier,
lorsque la pente de la toiture dépasse 10 %, la membrane ne peut être protégée par des dalles.

La nature de la membrane d’étanchéité

En fonction de leur nature, les membranes d’étanchéité devront ou pas être protégées des rayonnements solaires.

Membranes bitumineuses

S’il s’agit d’une membrane à base de bitume SBS une protection contre les rayons UV est indispensable, ce qui n’est pas le cas avec une membrane à base de bitume APP.
Une protection des membranes APP est cependant nécessaire lorsque les évacuations d’eaux pluviales situées en aval sont métalliques pour éviter leur oxydation (oxydation des accessoires de toiture).
La protection légère est généralement constituée de paillettes d’ardoise appliquées en usine. Elle peut également être assurée par une couche de peinture compatible avec la membrane.
Plus rarement, la membrane est revêtue d’une feuille de cuivre ou d’aluminium.

Membranes synthétiques

La majorité des membranes synthétiques offrent une résistance suffisante aux rayons UV et aux chocs thermiques.
Seules les membranes en PVC, doivent être stabilisées aux UV lorsqu’elles risquent d’être exposées à ceux-ci.
Attention ! Le lestage en gravier ralentit l’évacuation de l’eau pluviale et peut devenir un foyer de micro-organismes qui favorisent le vieillissement de certains PVC.

En fonction de la capacité portante du support

Seule une toiture dont la capacité portante est suffisante pourra supporter une protection lourde. Sinon seule une protection légère peut convenir.

Exemples de poids de lestage :

dalles complexes isolantes : +/- 50 kg/m²,
gravier 5 cm : +/- 90 kg/m²,
dalles sur plots 6 cm : +/- 150 kg/m²,
dalles sur chape 10 cm : +/- 250 kg/m².

En fonction de l’utilisation de la toiture

Toiture inaccessible sauf pour l’entretien

Lorsque la toiture n’est pas prévue pour la circulation des piétons ou des véhicules, la protection de l’étanchéité peut être légère ou lourde.

Toiture accessible pour la circulation piétonne

Ces toitures doivent être capables de supporter la charge d’utilisation, et la protection circulable.

Celle-ci sera du type protection lourde : carrelage sur chape, dalles sur plots, dalles drainantes, pavage sur gravillon, asphalte coulé ou revêtement drainant pour terrain de sport.
L’étanchéité peut également être recouverte d’un plancher ou d’un caillebotis en bois. Il ne s’agit pas d’une protection lourde. Elle ne fait pas office de lestage de l’étanchéité. Celle-ci doit donc être fixée en conséquence.

Toiture carrossable

Ces toitures doivent supporter la charge de circulation, et la protection carrossable.

Celle-ci sera du type protection lourde.

Les dalles sur plots de grand format, l’asphalte coulé et les enrobés hydrocarbonnés admettent une circulation légère.

Les pavements sur asphalte coulé permettent la circulation de camions légers.

Seules les dalles fractionnées en béton armé permettent le charroi lourd.

Toitures jardins

Pour des raisons esthétiques, la protection de l’étanchéité et son accrochage peuvent être assurées par des plantations et leur substrat.

On sera attentif à plusieurs aspects :

La force portante du support doit être suffisante. Un jardin de toiture peut peser de 25 à 200 kg/m² voire plus dans certains cas de végétation intensive.
L’étanchéité doit être protégée mécaniquement des coups de bêche accidentels.
La membrane d’étanchéité doit être conçue pour résister aux racines.
La réserve d’eau doit être suffisante pour être capable d’assurer l’alimentation des plantes choisies.
L’épaisseur de terre doit être adaptée aux plantes choisies.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir le châssis

Paramètres du bâtiment influençant le choix des châssis

Tâchons de mettre en évidences les principaux critères de choix des châssis à partir des sollicitations auxquelles ils seront soumis.

Ces sollicitations sont fonctions de plusieurs paramètres du bâtiment dont les principaux sont les suivants :

Son implantation

On veillera à prendre des précautions acoustiques suffisantes et adéquates (différentes selon que l’on se trouve en milieu rural ou urbain)

Son orientation

En Belgique, les pluies les plus intenses se manifestent généralement par un vent de sud-ouest. Une bonne étanchéité à l’eau et à l’air y est indispensable ainsi qu’une protection contre le ruissellement d’eau des châssis situés dans le plan de la façade.
En cas d’orientations ensoleillées, on évitera les châssis sensibles aux rayonnements. On préférera les teintes claires de châssis aux teintes foncées.
Des éléments de protections solaires peuvent être prévus ( dépassants de toiture, balcons,…).

La hauteur du châssis par rapport au sol

Celle-ci aura une influence sur :

Les degrés d’exposition aux vents et aux pluies, et donc au soin à apporter à l’étanchéité à l’eau et à l’air du châssis.
Le niveau de sécurité à prévoir. En effet des précautions sont à prendre pour des châssis situés aux rez-de-chaussée ou pour les châssis facilement accessibles. (escaliers de secours extérieurs…)
L’accessibilité des châssis pour l’entretien des châssis et des vitrages.

La présence d’éléments de protection

Tels un dépassement de toiture, un balcon, …, permettent d’atténuer les sollicitations du vent, de l’eau et du soleil. Cela permet plus de liberté dans le choix du type de châssis.

La présence de châssis en toiture

Dans une toiture, les châssis sont sollicités principalement par l’action combinée de la neige, du vent, de l’eau et de leur poids propre. Une attention particulière sera portée à la double barriére d’étanchéité, et à la résistance mécanique du châssis.

De plus, on veillera à garantir l’accessibilité du châssis pour l’entretien par un type d’ouvrant adéquat. Cela n’étant pas toujours réalisable facilement, on préférera des châssis nécessitant peu d’entretien.

Les caractéristiques thermiques désirées

Pour le choix des châssis, il faudra être attentif à 2 caractéristiques thermiques des châssis

Le niveau d’isolation thermique

Les paramètres intervenants dans le degré d’isolation thermique des châssis sont :

Le coefficient de transmission thermique du matériau constituant le châssis

Un châssis est caractérisé thermiquement par son coefficient de transmission thermique U_f. Plus le coefficient transmission thermique est bas, plus le châssis est isolant.

La réglementation thermique impose des valeurs de coefficients de transmission thermique maximaux.

On peut cependant recommander d’aller plus loin comme le font certains labels volontaires.

Si le caractère isolant du châssis (considéré seul) a son importance dans le cadre de l’utilisation rationnelle de l’énergie, généralement la surface du châssis est réduite par rapport à la surface du vitrage. Aussi, l’influence de la valeur du U_f sur la valeur U de l’ensemble de la fenêtre est également réduite. Le châssis intervient donc peu dans l’isolation globale d’un immeuble, sauf si celui-ci comporte beaucoup de fenêtres.

Évaluer

Pour évaluer le coefficient de transmission thermique d’une fenêtre en fonction du coefficient de transmission thermique des châssis et des vitrages, cliquez ici !

En comparant les différents matériaux possible pour les châssis et les valeurs de transmission thermique associées, On constate que :

Le bois a une valeur d’isolation supérieure à celle de l’aluminium et du PVC. De plus, il a l’avantage d’être un produit naturel biodégradable, stable thermiquement, recyclable et isolant.
Mais ses caractéristiques naturelles entraînent un risque d’imperfections (veine, trou d’insectes) et un besoin d’entretiens fréquents.
Les châssis en PVC atteignent des valeurs très basses, et attrayantes… si l’aspect de ce matériau est apprécié. De plus, le PVC est très sensible aux fluctuations thermiques à cause son coefficient de dilatation élevé. Certaines précautions sont donc à prendre lors du choix de ce matériau.
Les châssis en métal présentent une faible valeur isolante mais leur performance thermique dépendra largement de la taille de la fenêtre et du détail du profilé. Actuellement, on ne conçoit plus d’utiliser un châssis en métal sans coupure thermique. Certains châssis pourvus d’un agrément thermique donnent des valeurs inférieures (et donc meilleures) à celles reprises dans les normes.
Les châssis composites font de plus en plus leur apparition sur le marché. Composé de plusieurs matériaux différents, ils permettent de combinés les avantages propres à chacun (meilleure isolation thermique intérieure, capot en aluminium pour l’estétisme extérieur, finition intérieure en bois,…).

Le type d’ouvrant

Le châssis fixe est évidemment optimal thermiquement parlant car il permet une réduction maximale des fuites et des courants d’air. Cependant pour des raisons de ventilation, de confort et d’entretien, un châssis ouvrant est souvent nécessaire.

D’un point de vue thermique, la présence d’un ouvrant modifiera :

La valeur du U_w car selon le type d’ouvrant les proportions de vitrage et de châssis varient. En pratique le calcul du U_w est basé sur une moyenne acceptable.
L‘étanchéité à l’air, influençant directement les performances thermiques de l’enveloppe du bâtiment.

De plus, il est évident que le choix d’un châssis très isolant dont le raccord à la maçonnerie n’est pas étanche à l’air ou muni d’une grille de ventilation défectueuse, n’a pas de sens au niveau énergétique.
Dès lors, on veillera :

Dès la conception du châssis, à définir le type de grille de ventilation et sa position au sein du châssis. On veillera à choisir un dispositif compatible avec le niveau d’isolation thermique, acoustique du reste de la fenêtre.
A soigner le raccord du châssis à la maçonnerie, de façon à assurer une continuité du degré d’isolation au sein de la façade.

La stabilité thermique des châssis

Certains matériaux tels le PVC et l’aluminium, ont un coefficient de dilatation élevé, entraînant une plus grande sensibilité aux fluctuations de température. Dès lors, des désordres importants et non prévus lors de la conception des châssis, peuvent apparaître dans les châssis de grandes dimensions.

Pour avoir une idée…. un profilé en PVC de 3 m de longueur soumis à un écart de température de 50° subit une déformation potentielle comprise entre 9 et 13,5 mm.

En cas d’orientations ensoleillées, on préférera donc le bois ou le polyuréthane moins sensible aux fluctuations de température.

En cas d’utilisation de châssis en PVC, il faut savoir que,

Dès la conception de la fenêtre et de son installation, il faudra prévoir un jeu périphérique suffisant et utiliser des joints d’étanchéité et des fixations adéquates.
Des renforcements en acier galvanisé sont conseillés (… ce qui va malheureusement accroître la conductivité thermique de globale de cette menuiserie).
Les couleurs de ce type de châssis sont restreintes aux tons pâles, les couleurs foncées trop exposées se déformeraient excessivement.

Les châssis en polyuréthane sont très stables thermiquement mais des contraintes internes importantes nécessitent cependant un soin tout particulier à la réalisation des angles.

Idéalement, pour tous les matériaux utilisés pour la réalisation des châssis, des éléments de protections solaires sont conseillés (dépassants de toiture, balcons,…) car aucun d’eux n’est parfaitement stable face aux fluctuations de température.

L’étanchéité à l’eau et à l’air recommandée

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.

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

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

PE2 (2)

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 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.

L’effet esthétique recherché

Les châssis des fenêtres contribuent très fortement à l’expression architecturale des façades. Ils se différencient au niveau :

De l’aspect et des couleurs

Le châssis en bois

L’aspect est naturel et chaleureux. De nombreuses variétés de bois peuvent être utilisées offrant une gamme de couleurs très variées.

Techniques

Pour connaître les couleurs des différents types de bois, cliquez-ici !

Le bois requiert cependant beaucoup d’entretien et les produits de préservation sont parfois appliqués au détriment de l’aspect physique. (Vernis, enduits peuvent modifier les couleurs et l’aspect du bois..).

Le bois offre comme avantage incontestable que les éléments de menuiserie sont faciles à réparer et les rayures peuvent être enlevées par simple ponçage.

Le châssis en PVC

C’est le matériau le plus économique … mais l’aspect artificiel et synthétique est inévitable malgré des modèles possibles en « imitation texture ou teinte bois ».

De nombreux tons sont disponibles mais la gamme est restreinte aux tons pâles en raison de la grande sensibilité du PVC aux fluctuations de température.

Un inconvénient esthétique réside aussi dans le risque de jaunissement de certains châssis au soleil.

De plus, la couleur peut difficilement être modifiée ou retouchée en cas de rayure. En effet, le fait de peindre ces châssis peut modifier leur absorption d’énergie sous le soleil et augmenter les risques de déformation du châssis.

Le châssis en aluminium

L’ aspect peut être soit métallique soit laqué. Il existe une grande diversité de couleurs possibles par laquage. Le matériau est moins sujet aux rayures, qui sont par contre difficiles à enlever.

Le châssis en polyuréthane

Le polyuréthane est très sensible aux rayonnements UV. Il faut le protéger avec une peinture performante qui lui donne un aspect laqué.

Le châssis en acier

Les possibilités de laquage offrent un grand choix de couleurs.

Le châssis composites

Ceux-ci permettent le cumul des avantages de plusieurs matériaux associés (pouvoir isolant, esthétisme des finitions,…).

Formes et dimensions possibles

Le bois et le polyuréthane permettent les formes les plus variées contrairement au PVC et à l’aluminium qui se prêtent moins facilement aux formes courbes et particulières.

Le matériau utilisé pour le châssis détermine également son encombrement. Les profilés en PVC sont plus larges que les profilés en bois, métalliques ou PUR ce qui « alourdi » l’élancement du châssis et influence le rendement lumineux, surtout des petits châssis.

Les châssis en aluminium peuvent présenter un profil fin et plat, des arêtes vives et permettent de réaliser des constructions élevées de par leur grande solidité. Ce type de châssis est souvent associé aux constructions modernes…

Contrainte d’encombrement liée au type d’ouvrant

La largeur des montants du châssis varie d’un type d’ouvrant à l’autre.

Le châssis fixe sera sans conteste le plus mince mais il empêche le plaisir du contact direct avec l’air extérieur…

L’encombrement vers l’intérieur est le plus grand pour les ouvrants à la française et les oscillo-battants.

Par souci d’uniformisation, on peut imposer la largeur maximale à l’ensemble des profilés de châssis de la façade.

Les facilités d’entretien

En fonction du type de matériau

Le bois présente le plus d’inconvénients à ce sujet. En effet, il doit subir un traitement de conservation comprenant une protection et une finition.
Malgré ce traitement, le bois sera toujours sensible aux effets de l’humidité entraînant des risques de pourrissement et de travail excessif du bois. Les menuiseries en bois devront donc, de plus, être entretenues régulièrement par des lasures ou des peintures.

Techniques

Pour en savoir plus sur les traitements et entretiens des menuiseries en bois, cliquez-ici !

Les autres matériaux ( aluminium, acier, PVC, polyuréthane) nécessitent comme entretien un simple nettoyage au moins annuel. À défaut, la saleté peut s’incruster au point d’empêcher toute rénovation d’aspect.

Le polyuréthane présente comme avantage d’être antistatique et donc de ne pas attirer la poussière.

En fonction du type d’ouvrant

Pour l’entretien, il faut assurer l’accessibilité aux châssis par l’intérieur et par l’extérieur.

Dans le cas d’un châssis fixe, un accès externe doit être possible si le châssis si ne se situe pas au rez-de-chaussée (coursives de services, possibilité de fixer un chariot de nettoyage,…)

En fonction du type d’ouvrant certains châssis sont plus faciles à entretenir que d’autres :

Pivot à axe vertical

Pivot à axe horizontal

Coulissante

à la française

à l’anglaise

pivotant simple

pivotant à axe horizontal

bon

difficile

bon

car s’ouvre à 180°

bon

car s’ouvre à 180°

difficile

bon

si s’ouvre à 180°

difficile

Evaluant les facilités d’entretien selon le type d’ouvrant.

De plus, lorsqu’on dispose d’un châssis ouvrant, il faudra précéder régulièrement au réglage des quincailleries pour assurer une compression suffisante du préformé d’étanchéité.

Le degré de sécurité souhaité

Lors du choix des châssis, on accroît la protection anti-effraction en prévoyant des types d’ouvrants adaptés aux sollicitations, sachant que :

Les châssis fixes sont évidemment les plus sûrs en matière d’effraction. Ils ne nécessitent aucune mesure particulière.
Les châssis ouvrants offrent des résistances à l’effraction différentes selon le type d’ouvrant.

Pivot à axe vertical			Pivot à axe horizontal				Coulissante
à la française	à l’anglaise	pivotant simple	pivotant à axe horizontal	à visière	oscillo-battant	basculante	coulissante	guillotine
bonne	mauvaise	mauvaise	mauvaise	mauvaise	bonne	bonne	bonne	mauvaise

Des profilés de résistance et de rigidité adaptées aux sollicitations, les châssis en acier et aluminium offrent une excellente résistance à l’effraction de par leur solidité.
Une fixation au gros œuvre et des parcloses adaptées.
Une quincaillerie ralentissant l’effraction. Selon le type de châssis, les dispositifs anti-effraction peuvent être plus ou moins conséquents (poignée verrouillable, protection anti-forage, verrou..). Ce qui a une influence non négligeable sur le prix du châssis.

Remarque : si une grille de ventilation doit être intégrée au châssis, on veillera à ce que son dispositif de sécurité soit d’un degré équivalent au degré de sécurité recherché pour le châssis.

Résistance mécanique et longévité en cas d’usage intensif

Les châssis ne constituent pas un élément porteur de la façade, mais doivent cependant offrir une résistance mécanique suffisante vis-à-vis des contraintes extérieures, telles les pressions causées par le vent, et des déformations des profilés sous leur poids propre.

La résistance mécanique vis-à-vis des contraintes extérieures

Les valeurs de références

Les châssis de tous types sont capables de reprendre des contraintes importantes à condition d’être étudiés pour cela.

Les STS définissent des niveaux de résistance mécanique à atteindre par les châssis en fonction de la hauteur du châssis par rapport au sol.

Ces niveaux doivent être établis au cours de tests réglementés de résistance, réalisés sur un échantillonnage des châssis commandés. S’il s’agit de châssis standards agréés, ces niveaux de performance sont indiqués dans les agréments techniques.

On s’assurera de choisir un châssis atteignant la performance demandée.

Hauteur par rapport au sol

Résistance mécanique

0 à 10 m

10 à 18 m

18 à 25 m

25 à 50 m

> 50 m

PV1 (1)

PV1B

PV2

PV3

(1) si le bâtiment a une exposition sévère (digue de mer), on prendra un châssis de résistance PV2, et on le signalera dans le cahier spécial des charges.

Résistances mécaniques propres au matériau

Les châssis en aluminium et en acier sont les plus solides, ce qui limite les risques d’apparition de flèche. Ils permettent dès lors de réaliser les profilés les plus élancés. Les châssis en acier offrent aussi une très bonne résistance au feu.
Cependant, ils sont également les plus lourds et sont donc déconseillés en toiture inclinée où le poids propre du châssis est à prendre en compte.

La résistance mécanique du PVC est située entre celle du bois et celle de l’aluminium. Cependant, lorsque les châssis de ce type de châssis sont amenés à fermer de grandes baies, il convient de les rigidifier. Les châssis en PVC de certaines marques peuvent être renforcés par des profils métalliques. D’autres prévoient des renforcements uniquement pour certaines pièces en fonction des sollicitations auxquelles elles sont soumises. La raideur du PVC utilisé (de type A ou B) a une influence sur la nécessité de prévoir des renforcements

L’agrément technique

L’avantage indéniable qu’ont les matériaux synthétiques et métalliques (alu, acier, PVC, polyuréthane) sur le bois est d’être produits en usine, le client peut ainsi obtenir certaines garanties de fabrication établies par un agrément technique, tel l’agrément UBATC, accompagnant le produit. Celui-ci certifiera la qualité des matériaux utilisés et les performances techniques propres au profilé du châssis.
A notre connaissance, dans le cas de châssis en bois, les menuisiers ne disposent pas d’un agrément technique. Le bois fourni peut différer du bois commandé tant il existe d’espèces de bois. De plus, aucune garantie n’existe quant à la qualité du traitement qu’aura subi le bois en atelier. Le choix d’un menuisier compétent et fiable est donc primordial.

Concevoir sans agrément technique

Si le maître d’ouvrage souhaite faire poser des châssis ne disposant pas d’un agrément technique, il a intérêt à confier leur fabrication à une firme connue possédant de bonnes références. Il faut en effet savoir que tant les bois que les matériaux synthétiques peuvent être de qualité très différentes.
Le cahier spécial des charges devra être clair quant aux qualités des matériaux et des performances exigées.

Pour le contrôle des performances, il est prudent de prescrire la réalisation d’un essai de laboratoire agréé (coût 5 000 à 7 000 €), surtout si la menuiserie présente un caractère inhabituel (système d’ouverture spécial, grandes dimensions).

Longévité des châssis

La durée de vie des châssis en bois dépend fortement du soin porté à son entretien. Les produits de traitement du bois sont de plus en plus performants, ce qui en assure la longévité.

L’aluminium ne s’altère pas de façon significative, il ne sera pas sujet à la corrosion ni à des dégradations chimiques.

Les châssis en matière synthétique tels le PVC ou le polyuréthane, semblent bien résister avec le temps mais ne sont utilisés que depuis 35 ans, on ignore encore comment ils vieillissent.
Les châssis en PVC, surtout 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. Les châssis en PVC ne se corrodent pas.

Le coût

Pour avoir une rapide idée, voici une fourchette de prix en fonction des matériaux choisis par m² de baie.

Il est évident que d’autres facteurs interviennent dans le prix d’un châssis : sa forme, le type d’ouvrant et de quincaillerie, la pose d’un éventuel dispositif de sécurité, l’accessibilité du chantier, …

Châssis en bois – type de bois
Dark Red Meranti	150	190	€/m² de baie
Merbau	170	230	€/m² de baie
Afzélia	200	300	€/m² de baie
Il faut y rajouter les traitements du bois :
Couche d’imprégnation + 2 couches	12	14	€/m² de baie
Couche supplémentaire	4	5	€/m² de baie
Châssis en PVC
PVC	170	220	€/m² de baie
PVC renforcé	185	240	€/m² de baie
Châssis en polyuréthane (PUR laqué)	250	320	€/m² de baie
Châssis en aluminium laqué avec coupure thermique	245	315	€/m² de baie

Pour tous les types de châssis, on ajoutera :

Le coût des joints périphériques entre le châssis et les parois

3.5

€/m² de baie

Les fourchettes de prix mentionnées sont données à titre indicatif. Les prix prévoient la fourniture et la mise en œuvre hors TVA. Ils concernent les ouvrages courants.

Découvrez ces exemples de rénovation de châssis : l’Institut Saint-Joseph à Templeuve et le Passage 45 à Charleroi.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Etanchéités

Par étanchéité, on entend la couche ou l’ensemble des couches rendant la construction étanche à l’eau de pluie, à la neige et à l’eau de fonte des neiges.

On distingue les types d’étanchéités suivants :

Les membranes bitumineuses

La membrane bitumineuse est actuellement l’étanchéité la plus utilisée sur le marché belge (+/- 80 %).

Une membrane bitumineuse est constituée d’une armature enrobée de bitume.

L’étanchéité des toitures plates s’obtient par la pose d’une ou plusieurs membranes bitumineuses superposées dont les lés sont soudés latéralement les uns aux autres et en bouts.

On parlera d’un système « monocouche » lorsqu’une seule épaisseur de membrane est posée, et d’un système « multicouche » lorsque plusieurs membranes, généralement deux (système bicouche), sont superposées.

Le système multicouche offre plus de garanties d’étanchéité que le système monocouche qui nécessite un soin particulier lors de l’exécution et donc une main-d’œuvre spécialisée et une surveillance régulière et exigeante.

On distingue la couche supérieure des éventuelles sous-couches.

La couche supérieure

La couche supérieure (la seule couche dans le cas d’un système monocouche) d’une étanchéité bitumineuse doit résister au vieillissement dû aux rayonnements solaires et aux sollicitations mécaniques et thermiques.

C’est la raison pour laquelle elle sera toujours armée d’un voile de polyester, et le bitume utilisé sera amélioré par addition de polymères qui en augmenteront considérablement les performances. Elle doit posséder un agrément technique avec certification (ATG). Son épaisseur sera d’au moins 4 mm. Les bitumes utilisés sont appelés bitumes améliorés, bitumes polymères ou bitumes modifiés.

Les polymères additionnés peuvent être de deux types :

les plastomères (APP, polypropylène atactique) qui mélangés à raison d’environ 30 % donnent au bitume des propriétés plastiques,

les élastomères (SBS, styrène-butadiène-styrène) qui mélangés à raison d’environ 12 % donnent au bitume des propriétés élastiques.

D’autres polymères font actuellement leur apparition.

La (les) sous-couche(s) éventuelle(s)

Les matériaux à base de bitume soufflé donnent de bon résultats comme sous-couche ou couche intermédiaire.

Ils peuvent être armés d’un voile de verre, d’une feuille d’aluminium ou d’un voile de polyester.

Types de sous-couches et couches intermédiaires (NIT 215 du CSTC).

Membrane				Armature
type	Kg/m²	ép. mm	perforations.	type	g/m²
VP50/16	1.6	–	non	V.verre	> 50
VP45/30	3	–	oui (3 – 6 %)	V.verre	> 45
VP40/15	1.5	–	oui (12 – 18 %)	V.verre	> 40
V3	3	3	non	V.verre	> 50
V4	4	4	non	V.verre	> 50
ALU3	3	3	non	Aluminium	> 250
P150/16	1.6	–	non	V.polyester	> 150
EP2	1.25	2	non	V.polyester	> 150
P3	3	3	non	V.polyester
P4	4	4	non	V.polyester	> 150

Les types V3, V4, P3 et P4 peuvent être en bitume oxydé ou en bitume amélioré, APP ou SBS.

Les étanchéités synthétiques

Les matériaux utilisés sont également appelés « hauts polymères ».

Ils se composent principalement de produits de polymérisation d’hydrocarbures insaturés provenant de la pétrochimie.

Ils ont de bonnes caractéristiques mécaniques. Ils résistent bien au froid, à la chaleur, aux produits chimiques et aux influences atmosphériques.

Les étanchéités synthétiques sont posées en une seule épaisseur (système monocouche).

La pose varie selon le produit. C’est pourquoi la plupart des fabricants de membranes synthétiques ne confient la pose de leur système qu’à des entreprises dont ils ont formé les ouvriers. Vu que le système est monocouche, des erreurs au niveau de l’assemblage des lés provoqueraient directement des fuites.

Parmi les 13 sortes de membranes synthétiques reprises ci-dessous, seules, quatre bénéficient d’un agrément technique ATG : le PVC, l’EPDM, le CPE et le PIB. Parmi celles-ci, deux seulement sont utilisées de manière significative, un plastomère : le PVC (12 % du marché belge), et un élastomère : l’EPDM (8 % du marché belge). Il semble cependant que leur utilisation devient plus fréquente, surtout en ce qui concerne l’EPDM.

Les étanchéités synthétiques sont de trois types :

les élastomères
les élastomères thermoplastiques
les plastomères

Les élastomères

IIR Butil copolymère d’isoprène et d’isobutylène vulcanisé

Couramment appelé BUTIL, d’épaisseur 1.5 et 2 mm, de couleur noire, il a un comportement satisfaisant au feu. Il ne résiste pas très bien aux solvants organiques. Il résiste bien au bitume. Il résiste bien aux influences climatiques, mais il a tendance à se déformer sous l’influence de la chaleur en été. Il résiste de manière satisfaisante au poinçonnement.

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 de butyl, ou à l’aide de colle de contact.

La jonction des lés se fait sur chantier à l’aide de « gumtape » et de colle. En atelier la jonction des lés se fait par soudure à chaud et bande adhésive (bâches préassemblées en usine).

EPDM Copolymère d’éthylène, de propylène et de diène-monomère vulcanisé

Également appelé EPT, d’épaisseur minimale 1.1 mm, de couleur noire ou grise, il est actuellement le plus utilisé des hauts polymères élastomères sous forme de membrane. Aux États-Unis, l’EPDM contrôle un tiers du marché des toitures plates. Il a un comportement peu satisfaisant au feu. Il existe une qualité auto-extinguible qui est un mélange d’élastomères et de retardateurs de flamme. L’EPDM ne résiste pas très bien aux solvants organiques. Il résiste bien au bitume. Il résiste bien aux influences climatiques, mais il a tendance à se déformer sous l’influence de la chaleur en été. Il résiste de manière satisfaisante au poinçonnement. Actuellement, les problèmes de pose et de rejointoiement connus jadis, ont été résolus, et le produit bénéficie d’une grande longévité.

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 laide 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..

La jonction des lés se fait sur chantier à l’aide de « gumtape » et de colle. En atelier la jonction des lés se fait par soudure à chaud et bande adhésive (bâches préassemblées en usine).

Des membranes EPDM pourvues en leur sous-face d’une couche de bitume SBS existent. Elles peuvent être soudées au chalumeau.

CR Polychloroprène vulcanisé

Membrane en caoutchouc munie d’une couche dorsale en voile de verre destinée à améliorer l’adhérence de la colle. Elle existe en 1.0, 1.2, 1.5 et 2.0 mm d’épaisseur et est de couleur noire. Elle a un comportement satisfaisant au feu. Sa résistance aux solvants organiques est satisfaisante. Elle résiste bien au bitume. Les données dont on dispose ne permettent pas de donner un jugement sur sa résistance aux influences climatiques. Elle ne résiste pas très bien au poinçonnement.

Elle sera posée en adhérence totale.

L’adhérence au support se fait par collage à l’aide de bitume ou à l’aide de colle de contact.

La jonction des lés se fait à l’air chaud + bande de soudure ou à la colle à froid.

CSM Polyéthylène chlorosulfoné partiellement vulcanisé

La membrane est constituée de polyéthylène chlorosulfoné partiellement vulcanisé calendré sur une armature en polyester, avec possibilité latente de complète vulcanisation. Elles ne deviennent complètement élastomère qu’après la pose des feuilles. Son épaisseur minimale est de 1.2 mm armature comprise. Elle existe en gris, noir, blanc ou beige. Elle est autoextinguible. Elle ne résiste pas très bien aux solvants organiques. Elle ne résiste pas très bien au poinçonnement. Elle résiste bien au bitume. Elle résiste bien aux influences climatiques.

Elle sera posée en adhérence totale ou en pose libre lestée. Elle peut également être fixée mécaniquement.

L’adhérence au support se fait par collage à l’aide de bitume, à l’aide de colle de contact ou à l’aide de colle en dispersion.

La jonction des lés se fait à l’air chaud + bande de soudure ou à la colle à froid.

NBR Caoutchouc nitrile vulcanisé

La membrane est munie d’une couche dorsale en voile de verre. Elle a une épaisseur de 1.1 ou 1.5 mm. Elle est de couleur noire. Elle a un comportement peu satisfaisant au feu. Elle résiste bien aux solvants organiques et aux bitumes. Elle résiste bien aux influences climatiques. Les données dont on dispose ne permettent pas de donner un jugement sur sa résistance au poinçonnement.

Elle sera posée en adhérence totale ou en pose libre lestée.

L’adhérence au support se fait par collage à l’aide de bitume ou à laide de colle de contact.

La jonction des lés se fait à l’aide de colle à deux composants.

Les élastomères thermoplastiques

TPV Elastomère thermoplastique vulcanisé

Membranes, composées d’un assemblage de polymères élastomères et plastomères vulcanisés. Elles peuvent être teintées dans la masse. Elles ont une épaisseur minimale de 1.1 mm. Elles possèdent une bonne résistance aux rayons UV et aux produits chimiques. Elles présentent une élasticité comparable au caoutchouc.

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 à froid, ou par fixation mécanique.

La jonction des lés se fait par soudage thermique.

TPO Polyoléfine thermoplastique

Membranes réalisées à l’aide de copolymères de polypropylène. Elles ne contiennent aucun plastifiant. Elles possèdent une bonne résistance aux rayons UV et aux produits chimiques. Elles ont une épaisseur minimale de 1.2 mm.

Il sera posé en adhérence totale, en adhérence partielle ou en pose libre lestée.

Les membranes en TPO peuvent être soit fixées mécaniquement, soit être posées en semi-indépendance à l’aide de colle à froid ou de bitume chaud, soit être posées librement et lestées.

La jonction des lés se fait par soudure homogène à l’air chaud.

Les plastomères

PIB Polymère non vulcanisé de polyisobutylène

Actuellement les membranes PIB sont toujours doublées sur leur face inférieure d’une armature épaisse en feutre de polyester. Elles ont une épaisseur minimale de 1.5 mm. Elles sont de couleur noire. Elles ont un comportement peu satisfaisant au feu et des mesures complémentaires s’imposent. Elles résistent bien aux bitumes, mais pas aux solvants organiques. Elles résistent bien aux influences climatiques. Elles résistent bien au poinçonnement. Le produit existe depuis assez longtemps et a prouvé sa fiabilité.

Elles seront posées en adhérence totale, en adhérence partielle ou en pose libre lestée.

L’adhérence au support se fait par collage à l’aide de bitume ou à l’aide de colle à froid.

La jonction des lés se fait à l’aide de bandes d’étanchéité auto-adhésive, et par soudure par gonflement pour les joints transversaux.

EVA Copolymère d’acétate de vinyle et d’éthylène non vulcanisé

Les membranes VAE ont une épaisseur minimale de 1.2 mm (couche de feutre non comprise). Elles sont de couleur blanche. Elles ont un comportement peu satisfaisant au feu et des mesures complémentaires s’imposent. Elles résistent bien aux bitumes, mais pas aux solvants organiques. Elles résistent bien aux influences climatiques. Les données dont on dispose ne permettent pas de donner un jugement sur sa résistance au poinçonnement.

Elles seront posées en adhérence totale ou en pose libre lestée.

L’adhérence au support se fait par collage à l’aide de bitume ou à l’aide de colle de contact.

La jonction des lés se fait par soudure par gonflement ou par soudure à air chaud.

ECB Copolymère d’acétate de polyvinyle et d’éthylène non vulcanisé, et bitume

Membrane extrudée d’un mélange homogène d’un copolymère EVA non vulcanisé et de bitume. Il n’y a pas d’armature. La membrane est pourvue d’une couche dorsale en voile de verre ou en polyester destinée à améliorer l’adhérence de la colle. L’épaisseur de la membrane est généralement de 2 mm. Elle est de couleur noire. Elle a un comportement peu satisfaisant au feu et des mesures complémentaires s’imposent. Elle résiste bien aux bitumes, mais pas aux solvants organiques. Elle résiste bien aux influences climatiques. Elle résiste bien au poinçonnement.

Elle sera posée en adhérence totale, en adhérence partielle ou en pose libre lestée. Elle peut également être fixée mécaniquement.

L’adhérence au support se fait par collage à l’aide de bitume.

La jonction des lés se fait par soudure à air chaud.

Lors de la pose, la surface de ce matériau est visqueuse. Cette caractéristique disparaît après quelques semaines d’exposition.

CPE Polymère de polyéthylène chloré non vulcanisé et exempt de plastifiant

Le CPE est très semblable au PVC. Une différence se trouve dans le fait que le mélange des polymères utilisés est chimiquement extrêmement stable. Il ne subit pas de perte de plastifiant. Il est cependant moins souple que le PVC.

Ces membranes sont soit des membranes simples, soit des membranes composées de deux membranes incorporant ou non une armature en polyester tissé, soit des membranes composées de deux membranes avec un feutre de polyester extérieur. L’épaisseur minimale de la membrane est de 1.2 mm. La face supérieure est de couleur grise. La face inférieure est grise ou noire. Elles ont un comportement satisfaisant au feu. Elles résistent bien aux bitumes et aux solvants organiques. Elles résistent bien aux influences climatiques. Elles résistent bien au poinçonnement lorsqu’elles sont armées.

Elle sera posée en adhérence totale, en adhérence partielle ou en pose libre lestée. Elle peut également être fixée mécaniquement.

L’adhérence au support se fait par collage à l’aide de bitume. Il peut également se faire à la colle de contact lorsque la membrane est pourvue d’un feutre de polyester extérieur.

La jonction des lés se fait toujours par soudure à l’air chaud. Lorsque la membrane est pourvue d’une armature tissée, le joint est mastiqué au moyen d’une pâte à base de CPE.

PVC Polymère de chlorure de polyvinyle avec plastifiant

La membrane de est de type 1 lorsque le plastifiant est monomère, ou bien de type 2 lorsque le plastifiant est polymère.

Afin d’éviter l’important retrait caractéristique du PVC, on n’utilise que des membranes armées de fibre de verre (sans retrait) ou armée de polyester (avec faible retrait). Les feuilles sont constituées de deux couches entre lesquelles l’armature est calendrée.

Le PVC armé a une épaisseur minimale de 1.2 mm. Le PVC non armé a une épaisseur minimale de 1.5 mm.

Les étanchéités en PVC résistent ou non aux rayonnements UV. En cas d’absence de lestage sur l’étanchéité, il faut placer une membrane résistante aux UV. La composition des membranes et les techniques d’exécution ayant évolué, le PVC est devenu actuellement une étanchéité fiable.

La membrane de type 1 sera généralement grise ou beige. La membrane de type 2 aura des faces inférieures et supérieures de couleurs différentes. Elles ont un comportement satisfaisant au feu. Les membranes de type 2 résistent bien aux bitumes et aux solvants organiques, ce qui n’est pas le cas des membranes de type 1. Elles résistent bien aux influences climatiques lorsqu’elles sont stabilisées aux UV. Elles résistent bien au poinçonnement.

Lorsqu’une membrane en PVC ne résiste pas au bitume, il faut poser une couche de séparation entre le PVC et les matériaux bitumeux.

Les membranes en TPO peuvent être soit fixées mécaniquement, soit être posées en semi-indépendance à l’aide de colle à froid ou de bitume chaud, soit être posées librement et lestées.

La jonction des lés se fait par soudure par gonflement ou par soudure à air chaud. Dans les deux cas, le joint est mastiqué au moyen d’une pâte en PVC.

Les feuilles métalliques

Les feuilles métalliques (zinc, cuivre, ou plomb) peuvent être utilisées en toiture plate et en toiture inclinée.

Feuilles métalliques sur plateforme en bois.

Dans le cas de la toiture plate, les feuilles métalliques sont soudées entre elles. La surface totale de la plate-forme ne peut dépasser 15 m² et la longueur ne peut dépasser 6.75 m à cause des contraintes liées à la dilatation.

La pente de la plate-forme sera obligatoirement comprise entre 1 % et 5 %.

Les feuilles reposent sur un voligeage aéré en sous-face.

Les enduits d’étanchéité

Le système consiste à épandre sur la toiture des résines synthétiques (polyuréthanne, acrylique, polyméthylmétacrylate, polyester, … ) en y incorporant des armatures (textile polyester). On forme ainsi, in situ, une membrane sans raccord.
Suivant le type, l’armature et la finition supérieure, elle peut être non circulable, circulable aux piétons ou circulable aux véhicules légers.
Différents aspects de finition sont possibles (couleur, rugosité, …).

Étanchéité liquide armée.

Avantages

On évite le problème de jonction entre les lés.
L’étanchéité peut épouser la forme de toitures compliquées.
Certaines étanchéités ainsi mises en œuvre conviennent comme surface circulable (terrasses circulables).

Inconvénients

Ces techniques demandent l’intervention d’un personnel très qualifié.
Elles requièrent, pour leur mise en œuvre, des conditions atmosphériques particulièrement favorables.
Prix élevé pour des toitures simples.
Épaisseur faible de certains systèmes.
Résistance limitée aux eaux stagnantes.

Les revêtements épais

L’asphalte coulé est un mélange correctement dosé de bitume en poudre et d’agrégats : asphalte naturel, sable, filler.

Il est appliqué sans compactage en une couche de plusieurs centimètres.

Étanchéité en asphalte coulé.

Le mélange doit être exempt de cavités et de matériaux gélifs.

Ce type d’étanchéité constitue une bonne couche d’usure et de répartition des charges pour la circulation piétonne.

Il ne faut pas confondre l’asphalte coulé avec les enrobés hydrocarbonnés. Ceux-ci contiennent des graviers et des cavités. Ce ne sont pas des revêtements d’étanchéité.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Concevoir le raccord entre le bas du versant isolé et le mur

Isolation entre chevrons – cas d’une gouttière pendante

Sablière.
Pare-vapeur.
Isolant.
Sous-toiture rigide.
Contre-latte.
Lattes.
Couverture.
Planche de rive.
Chevron.
Voliges.
Gouttière.
Finition intérieure.
Latte de pied.
Peigne.
Bande de raccord de la gouttière.
Tuile de pied à bord recourbé.
Crochet.

Continuité de la fonction de la couverture (étanchéité à la pluie)

La couverture a pour objectif d’arrêter l’eau et de l’évacuer vers la gouttière.

Comment placer la gouttière pendante pour éviter les risques d’infiltrations ?

> Des voliges sont fixées entre ou sur les chevrons ou fermettes avec découpes éventuelles de ces derniers. Celles-ci vont servir de support à la gouttière.
Des planches de rive viennent fermer l’espace sous la toiture.

> La gouttière proprement dite prolongée par une bande de raccord est agrafée sur les voliges prévues à cet effet. L’extrémité de la bande de raccord doit se trouver au moins 80 mm plus haut que le côté extérieur de la gouttière.

Remarque : la bande de raccord de gouttière peut être indépendante de la gouttière pour autant qu’il n’existe pas de risque de remontée d’eau.

> Dans le cas de tuiles, la position et l’épaisseur de la première latte en pied de toiture est déterminée en fonction de la position des tuiles de pied :

le débordement de ces tuiles par rapport à la gouttière doit être d’environ 1/3 de la largeur de la gouttière;

la pente de ces tuiles doit être la même que celle des autres tuiles.

Attention, la bande de raccord de la gouttière et la sous-toiture ne peuvent être perforées lors du clouage de cette latte.

> Une bande métallique ou synthétique (ou peigne plastique) protège la latte de pied contre la pluie et évite la pénétration d’oiseaux ou d’insectes.

Ardoises.
Lattes.
Contre-lattes.
Sous-toiture.
Volige.
Peigne.

> Contrairement aux prescriptions, il n’est en général pas donné de pente aux gouttières pendantes, et ce pour des raisons de pratique et d’esthétique. Cette dérogation n’entraîne, en général, pas de problème en pratique.

Continuité de la fonction de la sous-toiture (évacuation des eaux infiltrées ou condensées)

> La sous-toiture doit aboutir dans la gouttière.

> Le recouvrement minimal entre la sous-toiture et la bande de raccord de la gouttière est de 60 mm en projection verticale

Continuité de l’isolation

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 correcte de l’isolant entre le mur et la toiture ne peut être réalisée que par l’extérieur, et la sous-toiture déjà posée condamne l’accès à cette zone.

Aussi, une partie de l’isolant, celle située au-dessus du mur de façade et raccordée à l’isolant de la façade, doit être posée juste avant la pose de la sous-toiture.

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 mur de façade. La finition fixée sous le pare-vapeur est raccordée de manière étanche avec la finition intérieure du mur de façade de façon à supprimer tout risque de courant d’air à travers la toiture.

Isolation entre fermettes – cas d’un chéneau et de combles non utilisés

Panne sablière.
Volige.
Planche de rive.
Fond de chéneau.
Fermette.
Sous-toiture.
Contre-latte.
Lattes.
Couverture.
Double latte.
Bande métallique ou synthétique.
Porte à faux de la tuile de pied.
Bande de raccord de la gouttière.
Pare-vapeur.
Vide technique.
Finition intérieure.
Echelle de corniche.
Plafond de rive.
Étanchéité du chéneau.
Comble perdu.

Une échelle de corniche en bois mise à plat au-dessus du mur porteur ou de la dalle permet de réaliser le support du chéneau en porte-à-faux. Elle remplace ou supporte la sablière.

Continuité de la fonction de la couverture (étanchéité à la pluie)

La couverture a pour objectif d’arrêter l’eau et de l’évacuer vers la gouttière.

Comment placer la gouttière pour éviter les risques d’infiltrations ?

Des cales posées sur l’échelle vont servir à donner la pente au chéneau.
Des voliges sont fixées entre ou sur les chevrons ou fermettes (avec découpes de ces dernières dans le second cas). Celles-ci vont servir de support à la bande de raccordement du chéneau.
Des planches (planche de rive, plafond de rive + moulure de finition, fond de chéneau, …) viennent former la corniche assurant par la même occasion la fermeture du bâtiment au pied du versant de la toiture.

Le caisson en bois de la corniche est pourvu d’une étanchéité métallique, en plastique rigide ou en matériaux souples d’étanchéité tels que le bitume polymère armé de polyester et/ou de fibre de verre.

De plus, comme dans le cas précédent :

> L’extrémité de la bande de raccordement de la gouttière doit se trouver au moins 80 mm plus haut que le côté extérieur de la gouttière.

> La hauteur de la première pièce de support des éléments de couverture (liteaux, voliges) en pied de toiture, est adaptée de manière à leur conserver la même pente.
Attention, la bande de raccord de la gouttière et la sous-toiture ne peuvent être perforées lors du clouage de cette pièce.

> Dans le cas de tuiles, la position de la première de latte en pied de toiture est déterminée de manière à ce que la tuile de pied déborde au-dessus du chéneau.

> Une bande métallique ou synthétique (ou peigne plastique) protège la latte de pied contre la pluie et évite la pénétration d’oiseaux ou d’insectes.

Continuité de la fonction de la sous toiture (évacuation des eaux infiltrées ou condensées)

Comme dans le cas précédent :

> La sous-toiture doit aboutir dans la gouttière.

> Le recouvrement minimal entre la sous-toiture et la bande de raccord du chéneau est de 60 mm en projection verticale.

Continuité de l’isolation

L’échelle de corniche permet de réaliser une jonction continue entre l’isolation du mur et de la toiture (ici, la dalle des combles).

Continuité du pare-vapeur et raccord de la finition intérieure de toiture avec celle des murs

Toiture « Sarking » – cas d’une gouttière pendante

Au niveau du raccord, la continuité, de la fonction de la couverture, est assurée de la même manière que pour une toiture traditionnelle (isolée par l’intérieur).

Par contre la continuité des fonctions :

de la sous-toiture;
de l’isolation thermique;
et de l’étanchéité à la vapeur et à l’air,

est spécifique à la toiture « Sarking », vu que le panneau isolant assure, à lui seul, ces différentes fonctions.

Cette technique impose de tenir compte de l’épaisseur supplémentaire apportée par l’isolant.

Schéma - Toiture "Sarking" - gouttière pendante.

Panne sablière.
Chevron ou fermette.
Planche de rive.
Cale de bois.
Panneaux isolants.
Isolant entre chevrons ou fermette.
Sous-toiture éventuelle.
Contre-latte.
Lattes.
Latte plâtrière.
Couverture.
Gouttière.
Bavette indépendante.
Peigne.
Finition intérieure.

Une cale en bois est fixée sur le chevron en bas de versant, celle-ci servira à poser le premier panneau isolant.

Des planches (planches de rive, …) viennent fermer l’espace sous la toiture. La gouttière est fixée dans la planche de rive.

Continuité de la fonction de la sous-toiture

Pour assurer la continuité de la fonction de la sous-toiture des panneaux isolants en bas de versant, une bavette indépendante est engravée dans la partie supérieure du panneau sur une profondeur minimum de 30 mm. Elle est maintenue en place par un joint continu de mastic souple. La bavette est constituée d’un matériau rigide (cuivre, zinc, aluminium).

Continuité de l’isolation

Afin d’assurer la continuité de l’isolation entre celle du mur et celle de la toiture, via la panne sablière, des panneaux d’isolation complémentaires doivent être placés sur la panne sablière, entre les chevrons.

Étanchéité à l’air

Ces panneaux d’isolation complémentaire doivent également assurer l’étanchéité à l’air au niveau de bas de versant. Sinon, des dispositions spéciales sont à prévoir.

Toiture « Sarking » – cas d’un chéneau

Au niveau du raccord, la continuité, de la fonction de la couverture, est assurée de la même manière que pour une toiture traditionnelle (isolée par l’intérieur).

Par contre la continuité des fonctions :

de la sous-toiture;
de l’isolation thermique;
et de l’étanchéité à la vapeur et à l’air,

est spécifique à la toiture « Sarking », vu que le panneau isolant assure, à lui seul, ces différentes fonctions.

Cette technique impose de tenir compte de l’épaisseur supplémentaire apportée par l’isolant.

Schéma - Toiture "Sarking" - cas d'un chéneau.

Mur de parement extérieur.
Mur porteur intérieur.
Isolation.
Ossature corniche.
Panne sablière.
Chevron ou fermette.
Cale de pente.
Fond de chéneau.
Volige.
Panneaux isolants.
Isolant entre chevrons ou fermettes.
Sous-toiture.
Contre-latte.
Latte.
Peigne.
Bavette indépendante.
Couverture.
Planche de rive.
Plafond de rive.
Chéneau.
Finition intérieure.

Une volige est fixée sur le chevron en bas de versant, celle-ci servira à poser le premier panneau isolant.

Continuité de la fonction de la sous-toiture

Pour assurer la continuité de la fonction de la sous-toiture des panneaux isolants en bas de versant, une bavette indépendante est engravée dans la partie supérieure du panneau sur une profondeur minimum de 30 mm. Elle est maintenue en place par un joint continu de mastic souple. La bavette est constituée d’un matériau rigide (cuivre, zinc, aluminium).

Continuité de l’isolation

Étanchéité à l’air

Ces panneaux d’isolation complémentaire doivent également assurer l’étanchéité à l’air au niveau de bas de versant. Sinon, des dispositions spéciales sont à prévoir.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Entretenir la toiture plate

Cet entretien, sera de préférence pris en charge par l’entrepreneur qui a réalisé l’étanchéité, afin qu’un défaut d’entretien ne puisse être invoqué en cas de demande d’intervention dans le cadre de la garantie décennale.

Il comprend :

Après l’hiver

Une inspection générale et une réparation éventuelle touchant à l’apparence de l’étanchéité (plis, affaissement, vieillissement, décollement, …).

L’entretien des avaloirs, des tuyaux de descente, de l’éventuelle couche de protection, des solins, des profilés, des joints, etc.

La mise en œuvre éventuelle d’une couche de protection supplémentaire aux endroits à circulation intense.

Pour les toitures lestées (toiture chaude et toiture inversée), la correction, si nécessaire, du lestage.

Après la chute des feuilles

L’élimination des feuilles mortes.

L’enlèvement des mousses, des végétations, des objets étrangers, etc.

Pour les toitures lestées, la correction, si nécessaire, du lestage.

Toute circulation inutile sur les toitures sera interdite, ou soumise à des précautions suffisantes pour éviter le percement de l’étanchéité et/ou l’écrasement de l’isolant.

L’appui des outils ou des installations de chantier sur la toiture sera conçu de façon à prévenir tout désordre.

En cas d’accès nécessaires fréquents (pour l’entretien d’installations techniques par exemple), des passages circulables seront aménagés.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Évaluer l’efficacité énergétique d’une fenêtre

Évaluer le coefficient de transmission thermique d’une fenêtre

D’un point de vue énergétique, les portes et les fenêtres constituent les points sensibles d’un bâtiment.

Dans le cas de bâtiments anciens, les pertes de chaleur au droit des ouvertures se font à travers les vitrages, à travers les châssis, mais aussi au niveau des différents joints (châssis-vitrage, châssis-gros œuvre) et au droit des autres constituants de la baie (seuil, encadrement, caisses à volets, grille de ventilation…).

Leurs performances thermiques dépendent donc également de leur étanchéité à l’air.

Évaluer

Pour évaluer l’étanchéité à l’air globale d’un bâtiment y compris l’étanchéité à l’air des châssis.

La réglementation PEB fournit une formule simplifiée permettant d’évaluer l’efficacité énergétique d’une fenêtre en tenant compte de l’efficacité du châssis et du vitrage tout en supposant une bonne étanchéité à l’air.

Données	Pour connaitre les valeurs caractéristiques standards de différents types de vitrage.
Données	Pour connaitre les valeurs caractéristiques standards de différents types de châssis :
Évaluer	Pour évaluer le coefficient de transmission thermique du vitrage U_g.
Évaluer	Pour évaluer le coefficient de transmission thermique du châssis U_f.

Remarque.
Ces formules sont basées sur l’hypothèse que le vitrage occupe en moyenne 70 à 75 % de la surface de la fenêtre et que l’on a, en moyenne, une longueur de 3 mètres courants d’intercalaire par m² de vitrage.

Pour les fenêtres de toit, les valeurs de calcul U_f tabulées ne peuvent être directement utilisées, car elles ne sont valables que pour des encadrements posés verticalement (avec R_si=0,13). Pour une fenêtre de toiture faisant un angle compris entre 0° et 60° avec l’horizontale, il y a lieu d’appliquer la correction suivante (R_si = 0.10).

U_f,r = (1/U_f – 0.03)^-1

Où U_f,r est la valeur corrigée de U_f.

Les valeurs du coefficient de transmission thermique U linéaire de l’intercalaire sont fonction du type de châssis et de vitrages.

Le coefficient U_r d’une grille de ventilation (obturable) peut être défini expérimentalement (selon NBN EN 12412-2) ou calculé suivant la NBN EN ISO 10077-2. Il est également possible d’utiliser la valeur par défaut de 6,0 W/m²K pour toutes les grilles.

Le coefficient Ψ peut être déterminé avec précision au départ d’un calcul numérique suivant la NBN EN ISO 10077-2 ou d’un essai selon la NBN EN 12412-2. Si aucune information précise n’est connue, on peut utiliser les valeurs du tableau suivant.

Remarque.
Les calculs du coefficient de transmission U d’une fenêtre sont basés sur une moyenne acceptable dans la pratique. Cependant en théorie, la forme, le type d’ouvrant, les divisions augmentant le périmètre d’intercalaire, modifient le coefficient de transmission thermique de la fenêtre et devraient entrer en ligne de compte…

Dans le tableau ci-dessous, les calculs décrits ci-dessus ont été effectués pour différents types de châssis et de vitrages rencontrés dans les bâtiments existants grâce au fichier Excel.

Châssis			Vitrage avec intercalaires isolants
			Double vitrage clair	Double vitrage peu émissif			Triple vitrage peu émissif
			Air	Air	Argon	Krypton	Krypton
Type de châssis			U_g = 2,9	U_g = 1,75	U_g = 1,3	U_g = 1,1	U_g = 0,5
Bois ép. 70 mm	Feuillus	U_f = 2,08	2,8	2,03	1,71	1,57	1,15
Bois ép. 70 mm	Résineux	U_f = 1,78	2,71	1,94	1,62	1,48	1,06
Métallique	Sans coupure thermique (1;1)	U_f = 5,9	3,83	3,12	2,8	2,66	2,24
	Avec coupure thermique 10 mm	U_f = 4,19	3,47	2,72	2,41	2,27	1,85
	Avec coupure thermique 20 mm	U_f = 3,28	3,19	2,45	2,13	1,99	1,57
	Avec coupure thermique 30 mm	U_f = 2,97	3,10	2,36	2,04	1,90	1,48
PVC avec ou sans renforts métalliques	2 chambres	U_f = 2,2	2,84	2,07	1,75	1,61	1,19
	3 chambres	U_f = 2	2,78	2,01	1,69	1,55	1,13
	4 chambres	U_f = 1,8	2,72	1,95	1,63	1,49	1,07
	5 chambres	U_f = 1,6	2,66	1,89	1,57	1,43	1,01
PUR, avec noyau métallique et remplissage de 5 mm de PUR		U_f = 2,8	3,02	2,25	1,93	1,79	1,37

Valeur de référence

Une fenêtre est caractérisée par un coefficient de transmission thermique U_w. Plus ce coefficient est petit plus le vitrage est isolant. La réglementation PEB impose des valeurs maximales de coefficients thermiques pour les fenêtres.

Ces valeurs peuvent être vues comme un « garde-fou ». D’autres labels volontaires recommandent d’ailleurs des performances thermiques plus élevées.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Réparer le pare-vapeur

Sauf dans certains cas, le pare-vapeur n’est plus visible lorsque le bâtiment est achevé.

S’il est visible, il est facile d’apprécier son état et de le réparer en cas désordre.

Lorsque le pare-vapeur n’est pas visible, c’est l’humidité excessive dans les différentes couches de la couverture qui sera le symptôme principal d’une défectuosité ou d’une mauvaise qualité de celui-ci. Cette humidité peut entraîner des coulées qui permettront d’établir un diagnostic. En cas de doute des sondages à travers la toiture seront nécessaires.

Théories

Pour en savoir plus sur la condensation interne.

Dans le cas d’une toiture chaude, toutes les couches constituant la toiture doivent être enlevées jusqu’au support et remplacées.

Dans le cas d’une isolation par l’intérieur, il fautr démonter les finitions, enlever le pare-vapeur, enlever l’isolant mouillé et vérifier le support.

Les supports en bois doivent être traités de façon curative et préventive contre les insectes et les champignons.

La protection des supports métalliques contre la corrosion, doit être vérifiée et restaurée si nécessaire.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Plancher des combles en résumé

Lorsque les combles ne sont 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 :

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.

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

Gîte.
Isolant.
Pare-vapeur.
Finition du plafond.

[2] Plancher léger avec aire de foulée

Gîte.
Isolant (remplissage partiel).
Pare-vapeur.
Finition du plafond.
Isolant (remplissage complet).
Aire de foulée.

Les planchers lourds

[1] Plancher lourd sans aire de foulée

Isolant.
Pare-vapeur.
Support lourd.
Finition du plafond.

[2] Plancher lourd avec aire de foulée

Aire de foulée.
Lambourde (facultative).
Isolant.
Pare-vapeur.
Support lourd.
Finition du plafond.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Mur creux

Pourquoi un mur creux ?

Schéma principe du mur creux.

Bien construit, le mur creux protège des infiltrations d’eau de pluie. Ce type de mur est utilisé dans les pays du Nord de l’Europe occidentale (Belgique, nord de la France, Pays-Bas, Nord de l’Allemagne, Angleterre, Écosse et les régions autour de la mer Baltique) en raison de la fréquence des pluies accompagnées de vent.

L’étanchéité du mur creux est assurée grâce à une double barrière.

Composition	Fonctions
1. Maçonnerie de parement	Barrière à la pluie
2. Creux	Rupture capillaire Chambre de décompression Évacuation de l’eau
3. Paroi intérieure enduite	Étanchéité à l’air

La maçonnerie de parement joue le rôle d’écran contre les pluies battantes mais n’offre pas une étanchéité totale. Elle absorbe l’eau, elle fait donc office de paroi-tampon et constitue une surface de séchage (par temps sec) de l’eau accumulée dans le mur.

La coulisse remplit la fonction de rupture capillaire, de chambre de décompression et de canal d’évacuation : elle interrompt le passage de l’eau au travers des matériaux, elle évite que l’eau qui a pu traverser la paroi extérieure ne soit projetée par le vent sur la paroi intérieure et permet à cette eau de s’écouler sur la face interne du parement.
La coulisse devra donc être drainée afin que l’eau soit renvoyée à l’extérieur, à hauteur de chaque interruption de coulisse dans le mur (baies de fenêtre et de porte, pied de façade).

La paroi intérieure enduite joue le rôle de barrière à l’air. 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.

D’utiliser, pour le mur intérieur porteur, des bloc de béton, moins cher et de pose plus rapide que les briques.
De réaliser le côté apparent des façades en brique et ainsi respecter une certaine tradition dans la manière de construire en Belgique.
D’isoler le mur tout en protégeant l’isolant des contraintes mécaniques et en conservant la capacité thermique de la paroi intérieure.

Remarque : en Belgique, le principe du mur creux n’a été appliqué, à grande échelle, qu’après la deuxième guerre mondiale, en substitution du mur d’une brique et demie (environ 27 cm d’épaisseur).

Description du mur creux

Paroi extérieure.
Coulisse.
Paroi intérieure.
Enduit.
Crochet d’encrage.
Isolant.

Ci-dessus, la paroi extérieure (1) constitue le « parement », son rôle est donc aussi esthétique.
On rencontre généralement :

des briques en terre cuite, éventuellement peintes ou émaillées,
des blocs de béton décoratifs hydrofugés ou de terre cuite,
des blocs de béton ou de terre cuite cimentés,
de la pierre naturelle.

La coulisse (2), outre les rôles essentiels qu’elle joue dans l’étanchéité à l’eau de pluie décrits ci-dessus, permet de recevoir un isolant (6). Dans le cas d’un remplissage partiel, ce dernier aura une épaisseur inférieure à la coulisse laissant, du côté extérieur, une lame d’air d’une épaisseur, de préférence, d’au moins 3 cm. Dans le cas d’un remplissage intégral, il aura une épaisseur égale à celle de la coulisse.

La paroi intérieure (3) sert généralement d’élément porteur à la construction, mais peut aussi faire office de fermeture entre les éléments de la structure.
On utilise, pour la réalisation de cette maçonnerie :

des blocs en terre cuite allégée ou non,
des blocs en béton lourd, mi-lourd ou léger,
des blocs silico-calcaires,
une ossature en bois.

L‘enduit (4) constitue une barrière à l’air qui 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), il faudra prévoir un enduit sur cette paroi intérieure mais du côté coulisse.

Les crochets d’ancrage (5) sont une liaison mécanique entre les deux parois, ils accrochent la paroi extérieure à l’élément porteur.

Les types de murs creux

Le mur creux non isolé.
Le mur creux isolé à remplissage partiel de la coulisse.
Le mur creux isolé à remplissage intégral de la coulisse

Paroi extérieure.
Coulisse.
Paroi intérieure.
Enduit.
Crochet d’encrage.
Isolant.

Remplissage partiel

Au moment de la construction, on place dans le creux un matériau d’isolation dont l’épaisseur est inférieure à celle du creux, de façon à ce qu’il reste un matelas d’air de 3 cm entre la paroi extérieure et le matériau d’isolation.

Remplissage intégral

Lors de la construction, un matériau isolant d’une épaisseur égale à celle du creux est placé dans le creux.

Vide ventilé

La ventilation de la lame d’air est réalisée en laissant des joints verticaux ouverts en pied et en tête de maçonnerie de parement.

On distingue :

Comportement du mur creux à la pénétration à l’eau de pluie

La maçonnerie extérieure sert de tampon mais ne peut, à elle seule, assurer l’étanchéité à l’eau de pluie.

Infiltration de l’eau de pluie par le parement extérieur

Une quantité importante d’eau de pluie s’infiltre par les joints de la maçonnerie (20 à 25 % de la surface totale) qui présentent des défauts, notamment par :

des joints verticaux mal remplis,
des fissures dans le mortier,
une perte d’adhérence du mortier aux briques
un mortier de qualité médiocre.

D’autre part, la brique absorbe par capillarité :

une partie de l’eau de pluie s’écoulant sur sa face extérieure,
l’eau qui s’est infiltrée par les microfissures du parement et dans les joints de la maçonnerie,
l’eau qui a traversé la paroi extérieure et qui ruisselle sur la face intérieure du parement.

Durant des pluies de longue durée, la brique peut atteindre la saturation. À ce moment, toute l’eau qui s’est infiltrée ruisselle le long de la face intérieure.

Contact avec l’eau en début d’absorption capillaire et saturation maximale.

Comportement du mur creux

Le rôle du mur creux consiste alors à empêcher le transfert de cette eau vers la paroi intérieure.

Pour limiter au maximum les risques d’infiltration de l’eau de pluie au travers du mur creux, les conditions suivantes doivent être remplies :

> La maçonnerie de parement sera réalisée avec soin, de préférence, au moyen de matériaux capillaires.

Une maçonnerie de parement capillaire ne donnera lieu à des écoulements d’eau significatifs dans la coulisse qu’après une exposition prolongée aux pluies battantes. À l’inverse, une maçonnerie de parement constituée de matériaux peu capillaires sera le siège, dans les mêmes conditions, de pénétrations d’eau rapides et abondantes dans la coulisse.

En effet, la faible capillarité des matériaux de parement, tels que les blocs de béton hydrofugé, ne leur permet pas d’absorber l’eau lorsqu’elle a pénétré dans la coulisse.

> Les joints doivent être bien fermés, le mortier être de bonne qualité.

> Une des faces de la paroi intérieure du mur creux doit être enduite, afin d’assurer une mise en équilibre des pressions de part et d’autre de la maçonnerie de parement.

> La largeur totale de la coulisse doit être suffisante. Elle doit être d’environ 6 cm dans le cas d’un mur creux non isolé. Dans le cas d’un mur creux isolé à remplissage partiel, la lame d’air restante doit être d’au moins 3 cm.

> Dans le cas d’un mur creux isolé avec remplissage intégral de la coulisse, l’isolant doit être 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.

Une idée reçue…	En réalité…

Les laines minérales absorbent l’eau par capillarité. Le remplissage intégral favorise l’humidification des laines. Il en résulte une accumulation d’eau qui se propage vers l’intérieur du bâtiment.	Les isolants thermiques et, en particulier, les laines minérales traitées grâce à un hydrofuge sont non capillaires. Une coulisse non remplie, partiellement ou totalement remplie reste une rupture capillaire. Il n’y a donc pas de propagation d’eau de pluie dans le bâtiment.

Remarque : le remplissage partiel permet, lui, l’utilisation de la plupart des isolants puisque l’isolation n’est pas en contact avec le parement humidifié.

> Les crochets doivent être inclinés vers l’extérieur (remplissage intégral d’isolant) ou munis de casse-gouttes (remplissage partiel d’isolant).

> La face extérieure du parement d’un mur à remplissage intégral de la coulisse par l’isolant, ne peut être peinte ou émaillée.

> Il ne doit pas y avoir de déchets de mortier dans la coulisse.

> Au droit de chaque interruption de la coulisse (pied des façades, linteau de fenêtre ou de porte, etc.), les eaux infiltrées doivent être drainées vers l’extérieur. Ce drainage est assuré, d’une part, par une membrane d’étanchéité placée en escalier vers l’extérieur, d’autre part, par des joints verticaux laissés ouverts juste au dessus de la membrane.

Les membranes d’étanchéité ne peuvent pas être perforées.

Drainage au niveau d’une baie de fenêtre.

Joints verticaux ouverts.
Linteaux.
Membrane d’étanchéité.

Remarque : Dans les murs creux « modernes » (à opposer au mur creux ancien ci-dessous) mais non isolés datant des années 1950 -1960, les ponts thermiques sont assez nombreux : linteaux monolithes, contact entre la maçonnerie de parement et le mur intérieur au droit des baies, contact entre le seuil de fenêtre et le mur intérieur, etc. Dans ce type de mur, en plus des membranes placées à chaque interruption de coulisse, des barrières d’étanchéité étaient placées aux points de contact entre les parois extérieures et intérieures du mur creux de manière à empêcher le transfert d’humidité vers l’intérieur.

Exemples.

Appui de plancher et seuil de fenêtre.

Retour de baie.

Dans les murs creux « modernes » non isolés mais plus récents (1960 à 1970 -1980, date à partir de laquelle la pose d’un isolant dans la coulisse du mur est devenue courante) ou isolés (après 1980), ces contacts sont, en principe, évités.

Comportement à la condensation superficielle

Le mur creux non isolé

À l’intérieur du bâtiment, pour un climat intérieur normal (température entre 15 et 20°C et humidité relative entre 45 et 65 %), le risque de condensation à la surface d’un mur creux non isolé est pratiquement nul.
En outre, la condensation superficielle se manifeste en premier lieu au niveau du vitrage (simple ou double), qui est généralement plus froid que le mur.
Cette condensation doit être considérée comme un signe d’une humidité relative trop élevée, qui peut être néfaste si elle est fréquente et prolongée, et doit donc inciter à ventiler davantage, par exemple.

Le risque de condensation de surface devient toutefois réel si le coefficient de transmission thermique k de la façade est supérieur à 1,7 W/m²K; et ce plus particulièrement au dos des meubles, derrière des tentures ou encore dans des angles, là où la circulation d’air est moins intense et où, de ce fait, la température superficielle est plus basse, et le taux d’humidité relative plus élevé.

Remarques.

La valeur de 1,7 W/m²K concerne les logements. Elle a été fixée en fonction des températures minimales et des humidités que l’on retrouve dans ceux-ci. Pour les bureaux, par exemple, cette valeur pourrait sans doute être plus élevée, car la production de vapeur est moins importante et qu’en général, on dispose d’une ventilation contrôlée. Dès lors, dans le cas des bâtiments du secteur tertiaire, il vaut mieux évaluer le risque de condensation superficielle à partir des conditions réelles.
Même si la condensation superficielle favorise le développement de moisissure, son absence ne signifie pas nécessairement absence de moisissures. En effet, un taux d’humidité relative élevé (environ 80 %) peut entraîner une humidification des matériaux hygroscopiques comme les enduits, les papiers peints, etc. et provoquer des moisissures lorsque celles-ci y trouvent un fond nourrissant.

Le mur creux isolé

L’isolation d’un mur a pour effet d’augmenter la température des parois côté intérieur en hiver et permet donc de supprimer le risque de condensation superficielle.

Ainsi, le risque de condensation superficielle est quasi inexistant dans le cas d’un mur creux correctement isolé sauf dans les locaux non chauffés et mal ventilés ou encore au droit des ponts thermiques. Les ponts thermiques les plus courants dans les murs creux se situent au niveau des seuils de fenêtre, des linteaux, des appuis de dalles, des fondations, des balcons.

Exemple.

Linteau sans coupure thermique (= pont thermique).

Un air intérieur de 20°C ayant une humidité relative de 70 % contient 12,11 g/m³ de vapeur d’eau.

Près du châssis, sur la surface la plus froide, c.-à-d. pour une température d’environ 13°C, l’air est saturé avec 11,4 g/m³ de vapeur d’eau. Il y a donc condensation superficielle sur le linteau.

Linteau avec coupure thermique.

Conductivité thermique des matériaux utilisés :

Brique de façade : λ = 0,9 W/mxK
Isolant thermique :λ = 0,04 W/mxK
Paroi intérieure : λ = 0,45 W/mxK
Enduit intérieur : λ = 0,28 W/mxK
Chape : λ = 1,5 W/mxK
Béton : λ = 2,5 W/mxK
Châssis : λ = 0,17 W/mxK
Double vitrage : λ = 3 W/mxK

Sur le linteau, la surface la plus froide a une température d’environ 17°C. Dans ce cas, l’air est saturé avec 14,5 g/m³ de vapeur d’eau. Il n’y a donc pas de condensation superficielle au niveau du linteau.

Les effets d’un pont thermique sont d’autant plus importants que le bâtiment est bien isolé. En effet, la surface intérieure du pont thermique étant plus froide que celle des murs qui l’entourent, la vapeur d’eau (provenant des occupants, des plantes, éventuellement de la cuisson (cuisine collective) ou de la lessive (buanderie)) condense préférentiellement à ces endroits.

Néanmoins ces ponts thermiques peuvent être évités par une réalisation correcte et il n’y a alors plus de risque de condensation superficielle.

Comportement à la condensation interne

À l’intérieur d’un bâtiment, on exerce des activités diverses produisant de l’humidité (production de vapeur par les occupants, plantes, etc.) augmentant ainsi la quantité de vapeur d’eau contenue dans l’air. La pression partielle de vapeur intérieure est donc généralement supérieure à celle correspondant au climat extérieur. Il y donc diffusion de vapeur au travers de la façade de l’intérieur vers l’extérieur.

1er constat

La diffusion de vapeur est un processus très lent par lequel les molécules de vapeur d’eau traversent les pores des matériaux. Les quantités de vapeur transportées quotidiennement sont donc très faibles.

Exemples (mêmes conditions que ci-dessus / mur porteur en bloc de béton lourd (enduit) – parement en brique) :

Ces quantités de vapeur d’eau sont calculées à partir de la résistance à la diffusion Z de la paroi.

Remarques.

La présence de laine minérale (coefficient de résistance à la diffusion de vapeur μ très faible) ne modifie pas le flux de vapeur d’eau au travers d’un mur creux; celle d’une mousse de polyuréthane (coefficient de résistance à la diffusion de vapeur μ plus élevé) provoque une diminution de moitié de ce flux, pour autant que les panneaux isolants soient bien jointifs.
La quantité de vapeur d’eau diffusée par les murs est très faible, voire négligeable, en comparaison des quantités de vapeur d’eau transportées par la ventilation.

2ème constat

Que la coulisse soit partiellement, complètement ou pas du tout remplie d’isolant, la condensation interne, lorsqu’elle se produit, apparaît à la face interne de la maçonnerie de parement.

Une idée reçue…	En réalité…

L’air chaud et humide venant de l’intérieur condense dans la coulisse.	La condensation interne se produit sur la face interne du mur de parement et en plus tout à fait négligeable.

En conclusion

La condensation interne ne pose pas de problème spécifique vu que les quantités d’eau condensées sur la paroi interne de la maçonnerie de parement sont largement inférieures aux quantités ruisselant sur cette même face et provenant des pluies (4 à 10 kg d’eau/m² et par jour de pluie contre environ 150 g/m² par an de condensat).

Le transport de l’air dans un mur creux et son étanchéité à l’air

La quantité d’air qui traverse les matériaux des murs extérieurs est négligeable par rapport au transport de l’air par ventilation.

La présence d’une laine minérale dans la coulisse du mur creux n’a quasi pas d’influence sur le flux d’air au travers du mur creux; par contre celle d’une mousse synthétique diminue le flux d’air. Néanmoins, il faut pour cela que les joints entre panneaux soient bien fermés.

Enfin, la présence d’un enduit va elle aussi diminuer sensiblement le flux d’air.

Le tableau ci-dessous montre comment peut varier le flux d’air au travers d’un mur creux selon sa composition.

Schéma transport de l'air dans un mur creux.

Flux d’air (g/m²xjour) pour une différence de pression de 50 Pa
	Sans enduit	Avec enduit
Mur non isolé.	+/- 350	+/- 80
Mur isolé avec une laine minérale.	+/- 340	+/- 80
Mur isolé avec une mousse de polystyrène expansé.	+/- 15	+/- 13

Pour qu’un bâtiment constitué de murs creux soit étanche à l’air, il faut :

Prévoir un enduit sur une des faces du mur porteur : plafonnage dans le cas le plus courant ou enduit de ciment du côté de la coulisse dans le cas d’une maçonnerie qui reste apparente pour des raisons esthétiques.
Bien fermer les joints des maçonneries intérieures et extérieures.
Placer des joints d’étanchéité à la jonction mur-châssis.
Installer des châssis qui ferment correctement.

Comportement du mur creux isolé aux fissurations

Lorsqu’un mur de façade est isolé, la différence de température entre l’intérieur et l’extérieur est reprise en grande partie par l’isolant.

Dès lors, lorsqu’on place un isolant dans la coulisse du mur creux, le parement est plus froid en hiver et plus chaud en été que le même mur sans isolation dans la coulisse. Sur une année le parement du mur creux isolé subit donc de plus grandes variations de températures. Il en est de même sur une journée.

Il ressort d’études sur l’évolution de la température au sein des murs de façade que les écarts de température été-hiver dans les maçonneries situées du côté extérieur par rapport à l’isolant thermique sont de l’ordre de 30 à 36 K, qu’il s’agisse d’une maçonnerie de parement ou d’un mur monolithique isolé par l’intérieur.

Par ailleurs, le rapport « Scheuren in woningen » du Stichting Bouwresearch montre que, selon la nature de la maçonnerie de parement, la fissuration peut déjà se produire pour des écarts de température compris entre 17 et 35 K.
De plus aux tensions dues aux variations de température, il convient d’ajouter celles résultant des alternances d’humidification et de séchage des parements.

De plus aux tensions dues aux variations de température, il convient d’ajouter celles résultant des alternances d’humidification et de séchage des parements.

On peut dès lors considérer que des fissures résultant de mouvements hygrothermiques (quelques dixièmes de millimètres à quelques millimètres) peuvent difficilement être évitées dans le parement d’un mur creux isolé.

Fissure verticale partant des angles des baies dans une façade.

Toutefois, le risque de fissuration est fonction des paramètres suivants :

la dimension de la façade,
le niveau d’exposition,
les caractéristiques mécaniques des matériaux constituant la maçonnerie,
la stabilité dimensionnelle de la maçonnerie (coefficient de dilatation, retrait hydraulique, etc.),
teinte du parement.

En outre, vu l’abaissement de la température moyenne d’hiver d’un mur creux isolé par rapport à un mur creux non isolé, le séchage est ralenti. L’humidification prolongée de la maçonnerie de parement peut favoriser une dégradation des matériaux par le gel. Les matériaux de la maçonnerie de parement doivent être non gélifs. Ceci est encore plus impératif si la maçonnerie de parement est recouverte d’une couche peu perméable à la vapeur (peinture, émail, …) qui, elle aussi freine le séchage.

Le mur creux ancien

Le mur creux ancien est un mur creux non isolé avec liaisons maçonnées. On le rencontre dans les constructions datant d’avant l’année 1939 environ.

Les 2 parties du mur extérieur sont écartées de l’ordre de 5 cm avec des liaisons maçonnées fréquentes entre elles notamment aux linteaux, sur le côté des baies et souvent au niveau des planchers.

Ces nombreux contacts ne sont pas toujours protégés par une barrière contre la pénétration des pluies, ce qui provoque des problèmes d’humidité. En outre, ces contacts constituent des ponts thermiques.

La ventilation de ces murs était obtenue par la pose de brique de ventilation en haut et en bas des pans de mur. Par forte pluie, ces briques peuvent constituer un accès facile à l’eau.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Récapitulatif des caractéristiques des vitrages

Les vitrages thermiques et les vitrages permettant le contrôle solaire

Le tableau ci-dessous donne les caractéristiques des vitrages isolants et des vitrages permettant le contrôle solaire.

Type de vitrage		Coefficient U (W/m²K)	Transmission lumineuse TL %	Facteur solaire FS % (g)	Facteurs accoustiques			Aspect en réflexion
Type de vitrage		Coefficient U (W/m²K)	Transmission lumineuse TL %	Facteur solaire FS % (g)	Rw	Rw + C	Rw + Ctr	Aspect en réflexion
Simple	clair (8 mm)	5,8	90	86	32	31	30	neutre
Double	clair	2.8	81	76	30	29	26	neutre
	clair + basse émissivité	1,6	70	55	30	29	26	neutre
	clair + absorbant	2,8	36 à 65	46 à 67	32	31	30	vert, bronze, bleu, rose, ….
	clair + réfléchissant	2,8	7 à 66	10 à 66	32	31	30	argenté, métallique, doré, gris, vert, bleu,….
	clair + basse émissivité et à contrôle solaire	1,6	71	40	–	–	–	neutre
	clair + basse émissivité + gaz isolant	1 à 1,3	70	55	35	33	29	neutre
	clair + basse émissivité et à contrôle solaire + gaz isolant	1 à 1,3	71	40	–	–	–	neutre
Triple	clair	1,9	74	68	–	–	–	neutre
	clair + basse émissivité + gaz isolant	0,6-0,8	65-75	50-70	–	–	–	neutre
	clair + basse émissivité (int) + contrôle solaire (ext) gaz isolant	0,6-0,8	60-70	30-40	–	–	–	neutre

Remarque : En ce qui concerne les valeurs des indicateurs à valeur unique Rw, on suppose que les doubles vitrages repris dans le tableau ne sont pas dissymétriques et que ces vitrages ne sont pas équipés de verre feuilletés ou de gaz acoustiques. Les valeurs données restent cependant approximatives. En effet, le niveau d’isolation acoustique est fonction aussi de l’épaisseur des verres et de l’espace existant entre les feuilles de verres.

Les vitrages acoustiques et les vitrages de sécurité

Ces vitrages acoustiques et de sécurité disposent souvent en plus de caractéristiques de contrôle solaire ou thermiques. Ici, ont été choisis des vitrages types à titre d’exemple, mais d’autres améliorations ou associations sont réalisables :

Type de vitrage	Coefficient U (W/m²K)	Facteur solaire FS %	Transmission lumineuse TL %	Rw	Rw + C	Rw + Ctr	Aspect en réflexion
Type de vitrage	Coefficient U (W/m²K)	Facteur solaire FS %	Transmission lumineuse TL %	Facteurs acoustiques :			Aspect en réflexion
Sans couche basse émissivité
Vitrage thermique disymétrique avec gaz (8/12argon/5)	2,65	70	78,5	38	36	32	neutre
Vitrage thermique feuilleté (6/15air/55.2 PVB)	2,7	69	76,5	41	38	34	neutre, vert, bleu
Vitrage thermique feuilleté (8/12air/44.2 PVB)	2,8	67	76,5	41	40	37	neutre, vert, bleu
Vitrage avec PVB amélioré (12/20air/44.2 PVBa)	2,66	63	74	44	43	40	neutre, vert, bleu
Vitrage avec résine coulée (44.1,5RC/20argon/55.1,5RC)				49	47	42	neutre,vert, bleu
Avec couche basse émissivité
Vitrage thermique feuilleté (6/12air/44.1 PVBa)	1,6	35	68	38	37	33	neutre, vert, bleu
Vitrage thermique feuilleté (6/12argon/44.1 PVBa)	1,3	35	68	38	37	33	neutre, vert, bleu
Vitrage thermique feuilleté (10/12air/44.2 PVBa)	1,6	33	66	42	40	37	neutre, vert, bleu
Vitrage thermique feuilleté (10/12argon/44.2 PVBa)	1,3	33	66	42	40	37	neutre, vert, bleu

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Placer un climatiseur ou une protection solaire ?

Introduction

Si les apports solaires sont à l’origine de la surchauffe, il faut se demander, avant de climatiser si le placement de protections solaires sur les baies vitrées ne permettrait pas de résoudre le problème de façon plus économe.

Voici 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.

Hypothèses de travail

Il s’agit d’un bureau de 30 m² de surface au sol, orienté au sud.
Une température de confort y est maintenue été comme hiver par un système de climatisation.

Consignes de température intérieure
en hiver	en période d’occupation	20°C
	en période d’inoccupation	15°C
en été	en période d’occupation	25°C
	en période d’inoccupation	30°C
Horaires de fonctionnement de l’installation de climatisation
occupation	de 8 à 18h en semaine (260 jours par an)
ralenti	de 17 à 7h en semaine et 24 h sur 24 les week-ends
Apports internes en période d’occupation
cas 1 : apports limités	2 personnes (2 x 70 W) 2 lampes individuelles (2 x 18 W) éclairage général de 13 W/m² (390 W)
cas 2 : apports moyens	2 personnes (2 x 70W) 2 lampes individuelles (2 x 18 W) 2 ordinateurs (2 x 160 W) éclairage général de 13 W/m² (390 W)

Résultats de la simulation

Cas 2 (apports internes moyens) Consommations en climatisation durant une année
surface du vitrage [m²]	présence d’une protection solaire (1)	consommation en froid (2)[kWh/an]	température maximum atteinte sans climatisation (3)[°C]	coût d’exploitation (4)[€/an]	potentiel d’économie [€/an]
4	non	456	33,5	52,5	38,8
4	oui	119	28,4	13,7	38,8
6	non	650	35,8	74,75	58,8
6	oui	139	28,8	16	58,8
8	non	826	38	95	77,2
8	oui	155	29,2	17,8	77,2
10	non	985	40,1	113,3	94
10	oui	168	29,6	19,3	94

(1) les protections solaires sont des protections extérieures mobiles. Leur déploiement intervient de mars à octobre lorsque le rayonnement solaire traversant le vitrage dépasse 100 W/m².

(2) l’efficacité frigorifique du climatiseur est estimée à 2,5.

(3) en juin.

(4) à 0,11 €/kWh.

Conclusions

Lorsque les gains internes ne sont pas trop importants (cas 1), on peut considérer que la surchauffe est principalement due aux apports solaires. Dans ce cas, en admettant un très léger inconfort (température intérieure maximum de 26°C lorsqu’il fait 32°C à l’extérieur), on peut envisager le placement de protections solaires sur les fenêtres et l’absence d’un climatiseur.

Pour illustrer ceci, comparons les coûts des deux solutions pour une fenêtre de 6 m² :

Solution	Coût d’investissement	Coût d’exploitation	Coût total sur 10 ans (3)
Protection solaire extérieure en toile	750 € (1)	0 €/an	750 €
Climatiseur de fenêtre de 3 kW	875 € (2)	44,05 €/an	1315,5 €

(1) le coût d’une protection solaire est estimé à 125 €/m² (attention ce coût est indicatif et peut varier fortement en fonction de la taille de la protection et de son degré d’automatisation).

2) le climatiseur de fenêtre est couramment le système le moins cher. En fonction de l’emplacement des éléments en fonction du confort recherché, des liaisons électriques et frigorifiques le coût d’investissement de la climatisation peut augmenter rapidement (on atteint rapidement 2500 €).

3) hors entretien.

Lorsqu’une partie importante de la surchauffe est due aux apports internes (cas 2), le placement de protections solaires seules ne permettra pas d’atteindre le confort voulu. Cependant, celles-ci diminueront souvent les besoins en froid et leur surcoût pourra être rentabilisé en moins de 10 ans (diminution de la puissance installée du climatiseur et des consommations). Par exemple, pour une fenêtre de 6 m² :

Solution	Coût d’investissement	Coût d’exploitation	Coût total sur 10 ans (3)
Protection solaire extérieure en toile et climatiseur de fenêtre de 1,5 kW	1 250 €	1,7 €/an	1267 €
Climatiseur de fenêtre de 3 kW, sans protection solaire	875 €	44,05 €/an	1 315,5 €

Lorsque chaque personne dispose d’un ordinateur, le placement de protections solaires seules ne permettra pas d’atteindre le confort voulu. Cependant, celles-ci diminueront souvent les besoins en froid et leur surcoût pourra être rentabilisé en moins de 10 ans (diminution de la puissance installée du climatiseur et des consommations). Pour maîtriser la température intérieure sans climatisation, il faudra en plus adopter une politique active de ventilation : le free cooling.

Comment poser correctement de l'isolant ?

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Comment poser correctement de l’isolant ? [toiture plate]

La toiture inversée

Étanchéité posée librement, en semi indépendance ou collée

Isolant lesté

La toiture chaude

Étanchéité lestée		Isolant posé librement
		Isolant posé en semi-indépendance (*)
		Isolant fixé mécaniquement (*)


Étanchéité fixée mécaniquement à travers l’isolant		Isolant posé librement
		Isolant posé en semi-indépendance (*)
		Isolant fixé mécaniquement (*)


Étanchéité collée		Isolant collé
		Isolant fixé mécaniquement

(*) pour faciliter la mise en œuvre.

La toiture isolée à l’intérieur de la structure (délicat)

Étanchéité posée librement, en semi indépendance ou collée

Isolant souple ou en vrac remplissant intégralement la cavité

Le collage au bitume chaud ne convient pas sur les tôles métalliques profilées sauf lorsque l’isolant est du verre cellulaire (CG).

La technique de pose à la colle bitumineuse à froid ne convient pas pour le polystyrène expansé (EPS).

La fixation mécanique est généralement utilisée sur des supports en bois ou en tôles profilées. Elle ne convient pas lorsque l’isolant est du verre cellulaire (CG).

Lorsque l’isolant et l’étanchéité sont uniquement collés, il convient de vérifier si l’isolant lui-même est capable de résister au délaminage et au pelage. Dans les autres cas (fixation mécanique et lestage) seuls la résistance de la fixation ou le poids du lestage servent à accrocher la couverture.

Concevoir

Pour en savoir plus sur l’accrochage

L’isolant devra être posé de telle façon qu’il y ait le moins possible de ponts thermiques.

La meilleure façon de ne pas avoir de pont thermique en toiture est d’ éviter toute interruption de la couche isolante.

L’isolant sera donc si possible continu, d’épaisseur constante et sec.

Lorsqu’un pont thermique a été repéré, on tentera de le neutraliser.

Évaluer	Pour savoir comment repérer les ponts thermiques
Améliorer	Pour savoir comment neutraliser les ponts thermiques

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Doubler le châssis

Voici un exemple dans le cadre de la rénovation d’un bâtiment existant :

Photo bâtiment. Photo châssis interieur.

Vue extérieure et intérieure de la façade après rénovation.

Cette opération peut être réalisée non seulement pour améliorer les performances thermiques de la fenêtre, mais aussi en cas de besoin d’un haut niveau d’isolation acoustique (aux bruits aériens).

Doublage du châssis existant par un nouveau châssis pourvu de vitrage isolant.

Dans le cas d’un placement du côté intérieur, l’ancien châssis forme une première barrière à la pluie et au vent, tandis que le nouveau assure la fonction d’étanchéité au vent et d’isolation thermique et/ou acoustique. Il est recommandé de prévoir un drainage correct de l’espace entre les deux châssis. Ce drainage servira d’évacuation des condensats éventuels et d’orifice de ventilation.

Améliorations énergétiques

Pour améliorer les performances énergétiques, la pose d’un double châssis se justifie lorsqu’on désire conserver le caractère architectural des façades et que les châssis existants, encore en bon état, ne permettent pas d’envisager la pose d’un vitrage isolant. Le châssis intérieur sera cependant, toujours visible de l’extérieur sauf si un voile (rideau) est placé entre les deux châssis. Cette solution est relativement onéreuse, en effet il faut pouvoir investir dans le placement d’un châssis vitré supplémentaire à ceux pré-existants.

La résistance thermique de l’ensemble de l’équipement est équivalente à la somme de la résistance thermique de la couche d’air entre les châssis (0,17 m².K/W) avec les résistances thermiques de chaque châssis. Cela donne des valeurs très appréciables surtout si le nouveau châssis est thermiquement très performant.

Améliorations acoustiques

Le double châssis se comporte comme un système acoustique du type MASSE/RESSORT/MASSE. La lame d’air entre les châssis jouant le rôle de ressort, permet d’absorber les vibrations sonores. L’espace entre les châssis doit former un ressort suffisamment souple de façon à empêcher le système de faire entrer les verres en résonnance.

L’isolation acoustique sera donc d’autant meilleure que l’espace prévu entre les deux châssis est grand.

On rencontre ce genre de dispositifs :

Châssis double en matière plastique et en bois.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Remplacer le vitrage seul ou une intervention partielle sur le châssis

Le remplacement d’un vitrage simple par un vitrage plus isolant

On remplacera avantageusement un vitrage simple par un vitrage isolant (double, ou double basse émissivité) dans un châssis existant pour autant que :

Ce dernier soit suffisamment solide et en bon état.
L’amélioration des qualités thermiques ainsi obtenues se justifie en regard de l’investissement consenti.

Évaluer

Pour évaluer la rentabilité d’une telle opération.

Le placement d’un vitrage isolant à la place d’un simple vitrage est une opération qui concerne principalement les châssis en bois ou en métal … En effet, la technologie des châssis en PVC étant relativement plus récente, ceux-ci seront normalement équipés depuis l’origine de double vitrage. Ce n’est cependant pas toujours le cas. Alors, on évaluera avec soin le coût de l’adaptation et l’état du châssis. Certains sont faciles à modifier car ils étaient conçus dès l’origine pour être munis de simples ou de doubles vitrages, au choix. D’autres nécessitent des adaptations plus lourdes et il sera alors probablement préférable de les remplacer.

Comment procéder ?

La feuillure du châssis existante étant rarement assez large, ni assez profonde pour recevoir le vitrage isolant, des modifications du châssis seront souvent nécessaires. Il est possible, soit :

de poser un profil d’adaptation en bois ou en aluminium
de remplacer les ouvrants du châssis

La pose d’un profil d’adaptation en bois ou en aluminium : celui-ci sera fonction du type de châssis

Avant : Châssis en bois avec vitrage simple existant.

Après : Nouveau double vitrage avec profil d’adaptation.

Remarques.
Pour éviter tout risque de détérioration du châssis et/ou du double vitrage, on prévoira toujours un drainage des feuillures du châssis, s’il n’existe pas. Il faut savoir que les condensations seront inévitables sur les profilés anciens en aluminium qui sont généralement dépourvus de coupure thermique. Il est dès lors parfois préférable de remplacer tout le châssis.

Le remplacement de l’ouvrant du châssis

Cette solution est envisageable lorsque le cadre fixe (le dormant) est encore en excellent état, mais que les ouvrants existants ne peuvent recevoir un vitrage isolant.

Inconvénient : cette solution est presque aussi onéreuse que le remplacement intégral du châssis.

Avantage : ce dispositif n’endommage pas ni la baie de fenêtre ni sa garniture.

Deux possibilités sont envisageables :

Le remplacement de l’ouvrant uniquement.
Les nouveaux ouvrants doivent s’adapter correctement au cadre existant (or des irrégularités ou des déformations peuvent exister). De plus les principes de barrières d’étanchéité au vent et à la pluie sont parfois impossibles à respecter.
Le placement d’un nouveau châssis (dormant + ouvrant) à l’intérieur du dormant existant en veillant à ce que la barrière d’étanchéité à l’eau et à l’air entre le vieux dormant et le nouveau soit correcte et continue.

Dormant du châssis existant.
Nouveau dormant (profil d’adaptation) en bois.
Nouveau ouvrant en bois ou autre matériau avec double vitrage.

Cette solution réduit la surface d’éclairement de la fenêtre et donne au châssis un aspect beaucoup plus massif.

Remarque générale importante !!

Le simple vitrage contribue à l’équilibre hygrométrique d’un local en constituant une surface où le phénomène de condensation se déroule de manière préférentielle. Dans certains cas la pose d’un double vitrage perturbe cet équilibre et entraîne la formation de condensation sur d’autres surfaces du local où elle n’est pas souhaitable : sur les châssis, les jours des baies, dans les angles des murs avec le plafond, provoquant ainsi l’altération des finitions et entraînant champignons et moisissures.

Avant la rénovation, on procédera donc à une étude judicieuse de la ventilation et du chauffage du local.

Le remplacement d’un double vitrage défectueux par un vitrage plus performant

Ce remplacement se fait :

En cas de bris ou de fêlure du vitrage.
Lorsqu’il y a formation de condensation dans l’espace entre les verres du double vitrage :
Les vitrages isolants sont habituellement garantis contre la formation de condensation interne pendant une durée de 10 ans.
Des désordres peuvent cependant apparaître bien avant en cas de pose inappropriée du vitrage, c’est à dire :
- absence de drainage de la feuillure du châssis,
- cales de pose insuffisantes ou mal placées.
Lorsque les performances thermiques obtenues en remplaçant un vitrage moins performant par un vitrage plus performant, équilibrent rapidement le budget de cette transformation.

Évaluer

Pour évaluer la rentabilité d’une telle opération.

Lors du remplacement, les différents principes suivants devront être respectés :

La feuillure du châssis existant n’est parfois pas assez large ou assez profonde pour recevoir un nouveau vitrage plus isolant (plus épais), il sera nécessaire de l’adapter avec de nouvelles parcloses.
Pour éviter tout risque de détérioration du vitrage, il faudra prévoir un drainage périphérique de la feuillure ainsi qu’un conduit d’évacuation des condensats. Et bien sûr prévoir un nombre de cales de pose suffisant et adapté au type d’ouvrant.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Augmenter l’isolation thermique de la toiture plate

Comment isoler une toiture existante non isolée ?

Le plus souvent possible on réalisera une toiture chaude en plaçant l’isolant en sandwich entre 2 étanchéités (le pare-vapeur en dessous et la membrane au-dessus).

Lorsque la membrane d’étanchéité existante est encore suffisamment bonne pour servir de pare-vapeur, et lorsqu’elle est encore suffisamment accrochée au support pour assurer la stabilité au vent du complexe de couverture si celui-ci n’est pas lesté, on peut la conserver.

On fait ainsi l’économie du pare-vapeur et du démontage de l’ancienne membrane d’étanchéité.

On peut également poser l’isolant au-dessus d’une membrane d’étanchéité existante, on réalise ainsi une toiture inversée.

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 devra également réaliser une toiture chaude lorsque le lestage du complexe isolation-étanchéité n’est pas possible à cause du manque de portance du support.

La toiture inversée peut être envisagée :

lorsque la membrane d’étanchéité existante est récente et peut être récupérée (économie d’une nouvelle membrane d’étanchéité),
lorsque le support tolère la charge du lestage,
lorsque les rives du toit sont suffisamment hautes pour déborder d’au moins 5 cm le bord supérieur des panneaux isolants,

et lorsque la forme de la toiture n’est pas trop compliquée (impossibilité de réaliser des remontées de l’isolant d’une toiture inversée).

Dans le cas d’une toiture inversée, on veillera à ce que le support ait 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.

La somme des résistances thermiques des couches situées sous l’étanchéité ne peut excéder 30 % de la résistance thermique globale, sinon le point de rosée risque de se trouver sous la membrane d’étanchéité avec comme conséquence, de la condensation interne.

Que faire d’une toiture isolée par l’intérieur ?

C’est le cas lorsque la toiture est une toiture froide, lorsque l’isolant se trouve accroché sous le support ou lorsqu’il existe un faux plafond isolant sous la toiture.

Toiture froide.

Isolation sous le support.

Faux plafond isolant.

Étant donné la difficulté de réaliser un pare-vapeur continu, 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.

Si la toiture est suffisamment isolée, que l’usage des locaux n’est pas modifié et qu’aucun désordre (fissures, humidité, …), y compris interne, ne se manifeste, on peut éventuellement conserver le système existant.

Lorsque dans le cadre d’une rénovation, l’isolation d’une toiture froide existante doit être renforcée, il faut transformer cette toiture en toiture chaude et enlever l’isolant ancien.

Dans les deux autres cas (isolation sous le support ou faux plafond isolant) c’est à dire lorsqu’il n’y a pas de ventilation d’air extérieur entre l’isolant et le support, si l’usage des locaux n’est pas modifié et qu’aucun désordre interne ou externe ne se manifeste, l’isolation peut être renforcée en conservant l’isolant et en ajoutant une nouvelle toiture chaude (pare-vapeur + isolant + étanchéité) sur la toiture existante.
Lorsque la membrane d’étanchéité existante est encore suffisamment bonne pour servir de pare-vapeur, et lorsqu’elle est encore suffisamment accrochée au support pour assurer la stabilité au vent du complexe de couverture si celui-ci n’est pas lesté, on peut la conserver. On fait ainsi l’économie du pare-vapeur et du démontage de l’ancienne membrane d’étanchéité.

Il sera, en général, plus difficile de transformer la toiture froide en toiture inversée, car les supports des toitures froides sont souvent légers et ne supportent pas l’augmentation du poids du lestage nécessaire.

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.

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’isolant du faux plafond doit idéalement être retiré.

Toutefois, si pour des raisons d’efficacité acoustique le matelas ne peut être enlevé, 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.

Comment renforcer l’isolation thermique d’une toiture chaude ?

Lorsque l’isolant de la toiture existante est pris en sandwich entre 2 étanchéités (le pare-vapeur en dessous et la membrane au-dessus), on appelle cela une toiture chaude.

Il se peut que l’isolation de cette toiture soit insuffisante parce que :

soit l’épaisseur de l’isolant est insuffisante en fonction de nouvelles exigences URE,
Soit, l’isolant est dégradé (humidité, écrasement, rupture, délaminage, retrait excessif…) et n’assure plus sa fonction.

Il convient alors de l’améliorer.

1. Si l’isolant est dégradé :

L’étanchéité et l’isolant doivent être complètement enlevés.

Le pare-vapeur peut être conservé sauf s’il est mal accroché ou si le support lui-même est dégradé, il peut servir de protection relative et provisoire du bâtiment en attendant la pose d’un nouveau système de couverture, dans le cas contraire, il doit être enlevé.

Les rives sont éventuellement adaptées à la nouvelle épaisseur d’isolant.

On réalise un nouveau système de couverture isolée, de préférence une toiture chaude, sinon une toiture inversée.

2. Si l’isolant est en bon état et bien accroché :

L’isolant est conservé ainsi que la membrane d’étanchéité, lorsque celle-ci est encore suffisamment accrochée au support pour résister au vent.

Une nouvelle toiture chaude est posée sur la couverture existante.

Lorsque la membrane d’étanchéité existante est récente et peut-être récupérée, et lorsque le support tolère la charge d’un lestage, on peut réaliser une toiture combinée en plaçant une toiture inversée sur la toiture chaude existante on réalise ainsi l’économie d’une nouvelle membrane d’étanchéité.

On préférera la toiture chaude à la toiture combinée 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.

Comment renforcer l’isolation thermique d’une toiture inversée ?

Lorsque l’isolant est situé au-dessus de la membrane d’étanchéité, il s’agit d’une toiture inversée.

Il se peut que l’épaisseur de l’isolant soit insuffisante en fonction de nouvelles exigences URE.

Il faut s’abstenir d’ajouter une nouvelle couche d’isolant sur l’isolant existant, pour éviter des problèmes de condensation interne dans l’isolant (en général de la mousse de polystyrène extrudé – XPS). L’isolant existant doit donc être enlevé et remplacé par un isolant plus épais. On réalise ainsi une nouvelle toiture inversée, identique à la première mais thermiquement plus performante.

La mousse de polystyrène extrudé existe en épaisseur courante jusque 14 cm. Au-delà, une fabrication spéciale s’impose. On ne dépasse généralement pas 18 cm d’épaisseur. Pour atteindre des performances thermiques élevées, il sera nécessaire de réaliser une toiture chaude comme ci-dessous, ou une toiture combinée.

Étant donné que l’isolant existant doit de toute façon être retiré, on peut également réaliser une nouvelle toiture chaude, à plus forte raison si la membrane d’étanchéité est en mauvais état et doit être remplacée. La membrane existante peut servir de pare-vapeur, si elle est encore suffisamment bonne pour cette fonction. On fait ainsi l’économie du pare-vapeur et du démontage de l’ancienne membrane d’étanchéité.

Quelques choix en fonction de situations existantes

Cas 1

Le toit plat lesté (gravier, dalles sur plots, dalles drainantes, …), de forme pas trop compliquée et encore intact, peut être isolé économiquement en conservant l’étanchéité et en y superposant une couche de panneaux en mousse de polystyrène extrudé de façon à créer une toiture inversée, ou une toiture combinée (toiture existante déjà partiellement isolée).

Le lestage doit être retiré et remis en place.
Les fermetures et raccords doivent éventuellement être adaptés.

Il faut vérifier si le support a une masse d’au moins 300 kg/m² et si la somme des résistances thermiques des couches situées sous l’étanchéité n’excède pas 30 % de la résistance thermique globale.

Cette méthode ne découvre pas le bâtiment pendant la période des travaux.
Le toit plat non lesté dont l’étanchéité est intacte ne peut être transformé en toiture inversée que si le support de la toiture est capable de porter le lestage.

Cas 2

Lorsque l’étanchéité est intacte ou vétuste, mais qu’aucun désordre ne s’est produit. Le support (ou l’isolant dans le cas où la toiture est déjà isolée mais insuffisamment) n’ont pas été mouillés. L’étanchéité existante peut être récupérée comme pare-vapeur et l’isolant est posé sur l’ancienne étanchéité elle-même recouverte d’une nouvelle étanchéité, sur le principe de la toiture chaude.
Les couches de protection lourde seront remises en place ou, si nécessaire, remplacées pour des raisons de détérioration ou de changement d’utilisation. En cas de protection légère, l’accrochage des différentes couches devra être assuré.

Cette méthode ne découvre pas le bâtiment pendant la période des travaux.

Cas 3

Lorsque la toiture plate est dans un état de détérioration tel qu’il soit impossible de réutiliser l’une ou l’autre des couches, il faut réaliser une nouvelle toiture isolée. On préférera la pose d’une toiture chaude qui est adaptée à toutes les contraintes.

Le remplacement de la toiture met le bâtiment à découvert pendant les travaux. C’est pourquoi cet ouvrage ne doit être envisagé que s’il n’est pas possible de faire autrement (cas 1 et 2).

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Évaluer l’état de l’isolant thermique

Humidité excessive, inondation

Une forte teneur en humidité de l’isolant dégrade de manière importante son coefficient de conductivité thermique λ.

Évolution de la conductivité thermique λ en fonction de l’humidification en volume de l’isolant		sec	10 %	20 %	50 %
		W/mK	W/mK	W/mK	W/mK
MW	Laine minérale	0.044	0.123	0.161	0.315
CG	Verre cellulaire	0.050	impossible	impossible	impossible
EPB	Perlite expansée panneaux	0.055	0.091
PUR	Polyuréthanne	0.029		0.049	0.16
EPS	Polystyrène expansé	0.045		0.06	0.14
XPS	Polystyrène extrudé	0.038		0.052
ICB	Liège	0.050	0.063	0.087	0.12

NB : Les valeurs de λ sec sont celles des matériaux isolants certifiés connus d’après leur nature, reprises au tableau 89 de l’Annexe D de l’AGW du 15 mai 2014.

Certains isolant sont étanches à l’eau de par leur nature (exemple XPS).

Ils peuvent cependant s’humidifier par condensation interne. Dans le cas d’une toiture plate inversée, l’isolant est cependant accessible et peut être vérifié sans démonter l’étanchéité.

Le verre cellulaire (CG) ne peut se gorger d’eau. En cas de défaillance de l’étanchéité, la zone mouillée est très limitée. Il faut cependant vérifier si dans cette zone l’isolant n’a pas été altéré par le gel.

L’humidité (qui peut provenir soit d’une défaillance de l’étanchéité, soit d’une défaillance du pare-vapeur) peut aller jusqu’à l’engorgement complet de l’isolant.

Lorsque l’isolant d’une toiture chaude a été compartimenté, une inondation due à une défectuosité locale de l’étanchéité se limitera au compartiment atteint.

Concevoir

Pour savoir comment compartimenter l’isolant.

Dès que l’isolant est mouillé, il est très difficile, voire impossible, de l’assécher surtout lorsqu’il est enfermé dans des couches étanches (exemple toiture chaude).

L’humidité de l’isolant peut se repérer à travers la une membrane d’étanchéité ou un cimentage à l’aide d’un scanner, d’une thermographie infrarouge ou hygromètre électronique.

Scanners TRAMEX servant à détecter l’eau sous l’étanchéité.

Dans la plupart des cas, seul un sondage destructif (et réparable) jusque dans la couche isolante, permet de déterminer exactement l’ampleur du désordre.

Isolant détrempé.

Un isolant noyé doit être remplacé !

Déformations

Cas des toitures plates

Une observation de la surface de la toiture chaude permet de détecter une déformation de l’isolant.

Les déformations peuvent être dues au vieillissement de l’isolant, aux différences de température, à l’humidité.

Les panneaux se contractent, se dilatent ou se galbent.

Dilatation de la face supérieure de l’isolant par la chaleur.

Contraction de la face supérieure de l’isolant par le froid.

Ces déformations peuvent amener des tensions dans la membrane d’étanchéité, créer des vides sous l’isolant, provoquer des zones de stagnation de l’eau de pluie, provoquer des ponts thermiques (***lien à rediriger).

L’isolant est déformé sous la membrane d’étanchéité, provoquant ainsi des vides entre l’isolant et le support, des zones de stagnation au-dessus de l’étanchéité des contraintes mécaniques dans l’étanchéité et probablement un affaiblissement important de l’accrochage.

L’isolant s’est déplacé sous l’effet de dilatation et contractions thermiques consécutives.

Tassements

Cas des façades

Dans les premiers murs creux réalisés, les isolants placés n’étaient parfois pas adaptés à l’usage qui en était fait (isolant en rouleau pour toiture inclinée beaucoup trop souple) ou étaient insuffisamment ou mal fixés. Avec le temps l’isolant se tassait dans le bas du creux en laissant un vide dans le haut de celui-ci. L’humidité accidentelle de l’isolant pouvait aussi aggraver le phénomène. L’interruption de l’isolant ainsi provoquée crée l’apparition de ponts thermiques parfois très graves.

Une thermographie IR du mur en hiver permet de diagnostiquer le phénomène. Un sondage destructif permet l’accès à l’isolant et la détermination des causes exactes.

Ponts thermiques

Certains ouvrages de raccord ou de rives peuvent avoir été mal réalisés sans respect du principe de continuité de la couche isolante.

Les ponts thermiques (*** lien à éditer !) dans les toitures plates proviennent d’une interruption de l’isolant, d’une dégradation locale de celui-ci, ou de joints vides entre panneaux isolants qui se sont rétractés.

La neige sur la membrane d’étanchéité a fondu aux endroits où ,sous l’effet du retrait, les panneaux isolants se sont écartés les uns des autres, provoquant ainsi des ponts thermiques.

Évaluer	Pour savoir comment repérer les ponts thermiques.
Améliorer	Pour savoir comment corriger les ponts thermiques.

Lorsque les défauts sont généralisés, il faut envisager le remplacement complet de l’isolant.

Écrasement

La résistance à l’écrasement varie d’un isolant à l’autre.

Lorsque la toiture ou un plancher isolé par le haut a été soumis à des charges ponctuelles importantes, à ces endroits, l’épaisseur d’un isolant souple peut avoir été réduite. Lorsque l’isolant est dur, il peut s’être rompu.

Ces désordres localisés doivent être réparés et leurs causes supprimées.

La membrane s’est déchirée suite à l’écrasement local de l’isolant.

Fragilisation par rapport à la délamination et au pelage

Tous les matériaux isolants utilisés en toiture plate résistent suffisamment à la délamination.

En vieillissant, certains d’entre eux se fragilisent (splitting) et l’accrochage de la membrane d’étanchéité n’est plus assurée.

Des tests d’arrachement permettent de déterminer si la résistance au vent est encore suffisante.
Si ce n’est pas le cas l’isolant doit être refixé mécaniquement, ou remplacé si ce mode de fixation n’est pas possible en raison de la nature de l’isolant ou du support.

Les effets du vent sur un complexe « isolant-étanchéité » fragilisé ou mal fixé peuvent être spectaculaires.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Porosité des matériaux

La porosité est la propriété d’un matériau qui contient des pores ou cavités de petite taille et pouvant contenir des fluides (liquide ou gaz).

Une structure poreuse peut être :

fermée, lorsque les pores ne sont pas reliés entre eux (exemple : le verre cellulaire),
ouverte, lorsque les pores sont reliés entre eux (exemples: brique, béton) et forment des canaux très fins.

Lorsque la structure est ouverte, elle permet :

l’absorption d’eau : les canaux se comportent comme des tubes capillaires; on parle de matériaux capillaires,
la progression de la vapeur d’eau : on parle de matériaux perméables à la vapeur d’eau,
le passage de l’air : on parle de matériaux perméables à l’air.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Cas particulier : La protection des fenêtres en toiture

Les principes généraux de la protection des fenêtres en toiture sont semblables aux principes de la protection de fenêtres verticales.

Des systèmes de protection comparables sont ainsi appliqués :

Les brise-soleil en aluminium, fixes ou orientables

Techniques

Pour en savoir plus sur les brise-soleil placés en position verticale.

Les stores enroulables extérieurs

Techniques

Pour en savoir plus sur les stores extérieurs enroulables placés en position verticale.

Les stores plissés, enroulables ou vénitiens intérieurs, coulissant sur des guides

Techniques

Pour en savoir plus sur les stores extérieurs enroulables placés en position verticale.

Les films adhésifs

Techniques

Pour en savoir plus sur les films adhésifs placés en position verticale.

Critères de choix

D’une manière générale, les critères de choix traditionnels (efficacité par rapport aux surchauffes, à l’éblouissement, isolation complémentaire, résistance aux contraintes mécaniques, possibilité d’ouverture des fenêtres, placement en rénovation, modularité) restent d’application pour le choix d’une protection en toiture.

Notons cependant que les locaux sous toiture sont particulièrement sensibles aux surchauffes suite à l’inclinaison des ouvertures (perpendiculaires au soleil) et à leur faible inertie thermique. Une attention toute particulière devra donc être apportée au choix du facteur solaire du système.

En outre, certaines dispositions propres aux fenêtres de toit limiteront la panoplie de possibilités.

Les fenêtres (presque) horizontales et les coupoles

La position horizontale de l’ouverture est surtout utilisée pour favoriser un apport lumineux dans des locaux profonds. En hiver, leur impact sur les apports thermiques extérieurs est très faible, puisque le soleil reste bas sur l’horizon. Par contre en été, l’inconfort, tant lumineux (éblouissement) que thermique peut être rapide.

Dans ce cas, les avantages des protections mobiles (valorisation des apports en hiver et protection en été) sur les protections permanentes (vitrage réfléchissant, film) ne sont plus aussi flagrants.

Si le choix se porte alors sur une protection permanente, il sera nécessaire de choisir une protection ayant une TL assez importante et un FS faible pour profiter d’un apport lumineux suffisant en hiver, sans désagrément en été. Il existe notamment des vitrages à contrôle solaire ayant une transmission lumineuse proche de 0,6 et un Facteur solaire proche de 0,3.

La forme des couvertures (bombées, pyramidales, …) limite souvent le choix à des protections intérieures coulissantes. Dans ce cas, une attention particulière sera accordée au matériau utilisé. Les toiles réfléchissantes seront préférées en raison de leur meilleur facteur solaire.

Les verrières élevées

Difficultés d’entretien

La difficulté d’entretien des verrières élevées peut conduire au choix d’une protection extérieure. L’entretien des protections intérieures sera nettement moins fréquent mais demandera souvent l’utilisation de nacelles ou échafaudages.

De même, pour des raisons de maintenance, la mise en œuvre d’éléments de protection extérieurs mobiles est généralement déconseillée. Les protections fixes étant pénalisantes pendant la saison hivernale, les protections semi-mobiles (deux positions saisonnières) permettront de résoudre ce problème. Ces systèmes pourront être manipulés deux fois par an seulement (aux équinoxes par exemple).

Manipulation

Dans le secteur tertiaire, la manipulation des protections mobiles de toiture doit être au minimum motorisée. De plus, la présence des verrières se rencontrant souvent dans des lieux que l’on peut associer à des lieux publics (aucune personne n’est responsable de la gestion des systèmes locaux), une automatisation peut s’avérer un atout supplémentaire.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Corrosion

L’oxygène renforce la corrosion de l’acier

Au départ, la corrosion électronique du fer par l’hydrogène

Le fer, en présence d’un électrolyte, va se dissoudre sous la forme d’un ion positif Fe++ et libérer 2 électrons. Il envoie donc dans la solution un cation (atome de métal chargé d’électricité positive) et en même temps, il se charge lui-même d’électricité négative. On dit qu’un potentiel électrique se crée entre le métal et la solution de ses ions.

Si l’eau est de très haute pureté, il n’existera aucun corps susceptible de capter les électrons issus de la dissolution du fer. Le phénomène se poursuivra jusqu’à une valeur d’équilibre où le nombre de charges électriques en présence (positives dans l’eau, négatives à la surface du métal) créera un champ magnétique suffisant pour bloquer la migration du fer.

Mais si le fer est en contact avec l’eau du robinet, ou a fortiori avec l’eau de mer ou un électrolyte quelconque, le circuit électrique va pouvoir se refermer. En effet, l’eau sera partiellement ionisée :

H2O –> H+ + (OH)-

Et une certaine quantité d’ions H+ vont réagir sur une partie du métal en récupérant les électrons libérés par la dissolution du fer et former de l’hydrogène gazeux (apparition de petites bulles d’hydrogène) :

2 H+ + 2 électrons –> H2

La corrosion se traduit par une circulation d’électrons. Le métal qui cède des électrons constitue l’anode, les ions H+ qui absorbent les électrons constituent la cathode. Cette fois, le Fe continue à se dissoudre en Fe++ !

Remarque : par convention, le courant (+) est représenté dans le sens contraire de la circulation des électrons (-).

La quantité de courant qui traverse cette pile est proportionnelle à la quantité de métal qui se dissout à l’anode. Un ampère par an dissoudra environ 9 kg d’acier par an. Seule, la présence de bulles d’hydrogène sur la cathode formera une couverture isolante capable de réduire le débit de courant et de freiner la corrosion.

Un responsable de la maintenance peut contrôler si de la corrosion se produit dans son réseau : en approchant une flamme du dégazeur, s’il y a présence d’hydrogène une petite explosion se fera lors de l’ouverture de la soupape.

Le renforcement de la corrosion en présence d’oxygène

La plupart des eaux contiennent de l’oxygène dissous. Cette teneur en oxygène diminue si la température augmente, mais augmente si la pression s’accroît.

1° Cet oxygène se combine avec l’hydrogène H2 pour former de l’eau :

2 H+ + 1/2 O2 + 2 électrons –> H2O

On évite ainsi l’accumulation d’hydrogène et la corrosion continue alors sans empêchements.

2° L’oxygène capte lui-même les électrons et forme des ions OH- :

O2 + 2 H2O + 4 électrons –> 4 (OH)-

Ceux-ci vont se combiner avec les Fe++ pour former des hydroxydes ferreux et ferriques.

Fe++ + 2 (OH)- –> Fe(OH)2
Fe(OH)2 + 1/2 O2 + 2 H2O –> Fe(OH)3

Ce qu’on appelle couramment de la rouille !

Conséquence

Pour éviter ces corrosions, l’eau des circuits de chauffage est désaérée (dégazée par des purgeurs automatiques) : les quantités d’oxygène seront réduites.

De plus, dans un circuit de chauffage, c’est toujours la même eau qui circule, on parle « d’eau morte ». Si de l’eau nouvelle est ajoutée au circuit, il faut rechercher l’origine de la fuite pour éviter de recharger l’eau en agent corrosif.

La présence de boues renforce la corrosion de l’acier

La formation d’une pile au sein d’un métal

Comme vu ci-dessus, une pile est donc formée au sein d’un même métal : entre deux points voisins de la tuyauterie se constitue un couple électrique. Comment se fait-il qu’une zone devienne anodique et une autre cathodique ?

Une différence locale dans la qualité de l’acier peut déjà le justifier : présence d’impuretés (oxydes), d’éraflures ou d’entailles, … Ce n’est pas un hasard si de la corrosion apparaît souvent à l’endroit du filetage des tuyauteries assemblées.

Mais ce qui sera souvent l’élément facilitateur de la corrosion, c’est l’existence d’une aération différentielle en oxygène : les zones faiblement aérées constituent des anodes, alors que les zones fortement aérées deviennent des cathodes.

C’est Evans qui a mis en évidence cette propriété par l’expérience ci-dessous :

Lorsqu’un matériau métallique plonge dans un milieu dont les teneurs en oxygène sont différentes (par injection d’oxygène localement), il apparaît un courant électrique. La plaque la moins aérée se dissout dans le milieu et libère des électrons.

Par exemple pour le Fer :

Fe –> Fe++ + 2 électrons

Une corrosion sous les boues du réseau

Cette corrosion par aération différentielle se rencontre dans les installations de chauffage : les zones sous une couche de boues au fond d’un radiateur ou d’une chaudière (faiblement aérées) se corrodent car elles constituent des anodes, alors que les zones soumises à un débit plus élevé (fortement aérées) deviennent des cathodes.

Ces boues sont formées de résidus de montage (limailles, produits de soudure,…) ou encore des sédiments présents dans l’eau (sable, argile,…). L’usage d’un filtre à l’entrée du réseau sera toujours utile, filtre avec un pouvoir de rétention de 25 à 50 microns.

Deux métaux différents se corrodent entre-eux

La noblesse des métaux

Comme le fer, tous les métaux plongés dans une solution établissent un potentiel électrique entre eux et la solution : c’est le potentiel d’électrode simple. Ces potentiels sont repris dans le tableau ci-dessous, avec le potentiel de l’hydrogène pris comme zéro de référence (pour une raison non développée ici).

Élément	Potentiel (Volts)
Sodium	– 2.7
Magnésium	– 2.3
Aluminium	– 1.7
Zinc	– 0.8
Chrome	– 0.7
Fer	– 0.4
Nickel	– 0.3
Etain	– 0.1
Plomb	– 0.1
Hydrogène	0
Cuivre	+ 0.3
Argent	+ 0.8
Platine	+ 1.2
Or	+ 1.4

Il est intéressant d’analyser de plus près cette liste : elle nous fournit les tendances relatives à la corrosion pour ces éléments. Par exemple, le sodium réagit violemment avec l’eau tandis que le platine n’est pas attaqué par l’eau. Pour cette raison, l’or et l’argent sont souvent trouvés à l’état natif, tandis que le fer et l’aluminium sont toujours trouvés sous formes combinées (oxydes) dans les mines.

On parle couramment de hiérarchie, de noblesse des métaux, l’or étant le plus noble.

La création d’une pile entre 2 métaux

Lorsque deux métaux sont mis en contact, une différence de potentiel électrique apparaît entre eux, un couple galvanique est créé. Une corrosion dite galvanique va s’enclencher et ce, d’autant plus fortement que la différence de potentiel entre les métaux sera forte.

Par exemple, le cuivre et l’aluminium forment une pile puissante : 2,0 V (= 1,7 + 0,3).
Attention à l’association entre radiateurs en aluminium et tuyauteries en cuivre !

Par contre, le magnésium et l’aluminium formeront une pile plus faible : 0,6 V (2,3 – 1,7).

Un métal situé plus haut dans la série agira comme anode et celui plus bas se comportera comme cathode lorsque les deux métaux sont en contact. Ainsi, entre le fer et le cuivre, c’est l’acier, moins noble, qui constituera l’anode et cédera ses électrons, alors que le cuivre, plus noble, constituera la cathode.

Les phénomènes de couple galvanique seront renforcés ou diminués par d’autres paramètres. Par exemple, le cuivre s’érode facilement et de nombreuses particules de cuivre se mettent en circulation, se déposent sur les tuyauteries acier et constituent de nombreuses micropiles enclenchant le processus de corrosion. C’est une des raisons qui font que l’utilisation du cuivre est proscrite en amont de tuyauteries galvanisées.

Un ballon d’eau chaude sanitaire en acier galvanisé se détériore s’il est raccordé à l’arrivée d’eau de ville par des tuyauteries en cuivre. Si le cuivre est situé en aval de l’acier, il y aura peu de problèmes.

À noter que si l’aluminium est un métal réactif (il se situe très haut dans la série des potentiels …), il possède une bonne résistance à la corrosion. Ce métal forme rapidement en surface une couche d’alumine (Al2O3) qui arrête la corrosion en beaucoup de milieux environnants.

La protection contre la corrosion électrochimique

Voici quelques exemples de procédés utilisés pour combattre la corrosion :

Choix de combinaisons de métaux aussi voisins que possible dans la série galvanique.

Revêtements protecteurs tels que la peinture. Un tel revêtement constitue une barrière entre le métal et son environnement, empêchant le courant de circuler.

Addition d’inhibiteurs chimiques dans la solution en contact avec le ou les métaux. Ils créent généralement une fine pellicule d’hydroxydes ou de sels à la surface du métal. Le passage du courant est freiné et la corrosion aussi.

Isolation des métaux différents par une rondelle de Bakélite, de plastique, … à l’endroit de leur contact.

Isolement électrique intégré dans un raccord boulonné entre deux métaux différents.

Protection cathodique : un courant électrique extérieur est appliqué au métal de telle sorte que le courant entre dans le métal par la totalité de sa surface. Les régions anodiques sont transformées en régions cathodiques. Ce courant s’oppose au courant anodique de corrosion.

Protection par « anode sacrificielle » : un métal ne peut s’oxyder si l’on fait en sorte qu’il soit la cathode d’une pile. Ainsi, dans l’eau de mer, un objet en cuivre est protégé s’il est relié électriquement à une électrode de fer. C’est le fer qui sera oxydé puisqu’il constitue l’anode de la pile associant les couples Cu⁺⁺/Cu et Fe⁺⁺/Fe). De même, un objet en fer (une coque de bateau, par exemple) est protégé par des anodes en zinc fixées sur lui : c’est le zinc qui sera attaqué (= « anode consommable »). De même encore, on peut protéger des canalisations en fonte enfoncées dans le sol en les reliant de loin en loin, à des électrodes d’un métal plus réducteur que le fer (Zn, Mg), également enterrées.Dans les boilers (réservoirs d’eau chaude sanitaire), c’est souvent une électrode soluble de magnésium qui sera placée pour protéger la cuve en acier. Elles doivent être renouvelées après quelques années.

Ne pas adoucir trop fortement l’eau : un léger dépôt renforce la protection interne de la tuyauterie. On évitera donc de régler l’adoucisseur en dessous des 15°F.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Compartimenter l’isolant [toiture plate]

La fragmentation se fait en reliant l’étanchéité et l’écran pare-vapeur.

Compartimenter l'isolant

Les surfaces cloisonnées auront 100 à 300 m² dans le cas d’une couche de protection difficile à enlever.

Les surfaces cloisonnées auront 400 à 600 m² dans le cas d’une couche de protection facile à enlever.

La dimension des aires séparées dépend du niveau de risque accepté. Plus la surface des compartiments est réduite, plus la fiabilité est élevée.

Les barrières de compartimentage seront implantées au-dessus des points hauts du support.

La fragmentation doit être indiquée sur les plans « as built » pour pouvoir connaître la limite des zones inondées en cas de fuite.

Le compartimentage permet également pendant le chantier d’effectuer des fermetures de zone et de pouvoir réaliser la toiture en plusieurs phases.

Lorsque l’isolant est du verre cellulaire (CG) posé suivant la technique de la toiture compacte, il n’est pas nécessaire de compartimenter la couche d’isolant, celui-ci n’étant pas inondable.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Infiltration d’air au travers de l’enveloppe

Infiltration d'air au travers de l'enveloppe

Pourquoi l’air s’infiltre-t-il au travers d’un bâtiment ?

L’air se déplace des zones de haute pression vers les zones de basse pression, tout comme la chaleur se déplace des zones à température plus élevée vers les zones à température plus faible.
Dans un bâtiment, deux causes peuvent être à l’origine d’une différence de pression entre l’extérieur et l’intérieur :

Le vent exerce une pression sur les façades exposées et une dépression sur les façades opposées.

Le chauffage dilate l’air ambiant à l’intérieur du bâtiment et crée ainsi une surpression par rapport à l’extérieur.

La différence de pression entre l’extérieur et l’intérieur est, en général, comprise entre 0 et 100 Pa.

Trois modes de transport de l’air au travers de l’enveloppe d’un bâtiment

Le transport de l’air au travers de l’enveloppe du bâtiment se réalise de 3 manières ci-dessous :

L’air passe au travers des matériaux poreux dont les pores sont en liaison les uns avec les autres et relient l’intérieur du bâtiment à l’extérieur via des chemins tortueux.
L’air passe à travers les défauts de construction (joints de maçonnerie mal fermés, joints d’étanchéité entre la maçonnerie et les châssis défectueux, etc.).
Ce transport d’air est, en général, plus important que celui au travers des matériaux même.
L’air passe par les fuites des châssis de portes et de fenêtres (entre l’ouvrant et le dormant).
Ce transport d’air est, en général, également important même dans le cas de châssis fermant bien.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir la fenêtre comme capteur de lumière naturelle [Esquisse du projet]

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

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.

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

Rediriger la lumière naturelle vers le plafond, ce qui permet de faire pénétrer la lumière profondément dans la pièce.
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.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir l’isolant [Concevoir la toiture plate]

Quelle matière choisir ?

Le choix du matériau isolant dépendra de plusieurs facteurs. C’est au concepteur de choisir ceux qui sont prioritaires.

L’efficacité isolante,
les sollicitations mécaniques externes,
la compatibilité avec le support,
la compatibilité avec la composition de toiture,
le comportement au feu,
le prix,
la compatibilité avec les autres matériaux mis en œuvre,
la perméabilité à la vapeur d’eau.

L’efficacité du matériau isolant

Les matériaux isolants couramment utilisés pour les toitures plates sont les suivants (du plus isolant au moins isolant) :

Les valeurs reprises sur le schéma de droite sont celles 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).

Exemple.

Pour obtenir une isolation équivalente à 10 cm de polystyrène expansé (EPS) dont vaut 0.040 W/mK il faut 12 cm de verre cellulaire (CG) dont vaut 0.048 W/mK

R = e(EPS) / λ(EPS) = e(CG) / λ(CG)

0.10 m / 0.040 W/mK = 0.12 m / 0.048 W/mK = 2.5 (m²K)/W

On utilise également des panneaux composites, dont le pouvoir isolant dépend des matériaux qui les composent.

La résistance à l’écrasement

Les sollicitations et l’utilisation de la toiture qui pourra être accessible ou non, limiteront le choix des matériaux isolants.

Chacun des matériaux disponibles sur le marché possède une résistance à l’écrasement spécifique.

Si on classe les matériaux isolants couramment utilisés pour les toitures plates, du plus résistant au moins résistant, on obtient :

Le verre cellulaire,
la perlite expansée,
le liège,
la mousse de polystyrène extrudé,
la mousse de polystyrène expansé,
la mousse résolique, la mousse de polyuréthane, la mousse de polyisocyanurate,
la laine de roche.

Les isolants rigides, comme le verre cellulaire, conviennent pour les toitures destinées à recevoir de lourdes charges (moyennant dans certains cas, l’interposition d’une plaque de répartition entre la charge et l’isolant).

Les isolants semi-rigides, comme les mousses synthétiques, conviennent pour les toitures sur lesquelles il faut circuler régulièrement pour accéder à des locaux techniques situés en toiture.

On n’utilise jamais la laine de verre comme isolant des toitures chaudes à cause de sa faible résistance à l’écrasement.

Les isolants souples, comme la laine de roche, ne conviennent que pour les toitures qui ne doivent être accessibles que pour l’entretien de la toiture elle-même.

Connaissant les contraintes d’utilisation, on choisira un isolant qui présente une résistance à la compression suffisante.

Exemple.

Ainsi si on souhaite placer sur une toiture une charge permanente de 200 kg (2kN) répartie sur une surface de 200 cm² (10 cm x 20 cm) la contrainte de compression sur l’isolant est de 10 N/cm².
Le verre cellulaire est capable de reprendre sans se déformer 28 N/cm² (minimum de la valeur moyenne de rupture : 70 N/cm² avec un coefficient de sécurité de 2.5) et donc convient largement. On prendra toutefois la précaution d’interposer un matelas de caoutchouc entre le socle et la membrane pour répartir correctement la charge et éviter un poinçonnement dû à un défaut ponctuel du socle.

Dans le cas des autres matériaux isolants que le verre cellulaire, toute charge amène un écrasement. Celui-ci augmente avec la charge et diffère suivant le matériau isolant. L’écrasement n’est pas directement proportionnel à la charge. Il convient d’interroger le fabricant de l’isolant pour connaître la déformation résultante de la charge. Il faut ensuite vérifier si cette déformation est compatible avec la membrane utilisée en interrogeant le fabricant des membranes.

Selon la norme SIA271 (Ch) l’écrasement de l’isolant ne peut dépasser 10 % sous une charge de 11 N/cm².

Compatibilité avec le support

Lorsque le support est relativement souple et exposé à des mouvements dus au vent, aux charges, etc. (tôles profilées), il y a intérêt à choisir un matériau isolant suffisamment souple comme la laine de roche, pour suivre le mouvement sans subir de contraintes internes importantes.

Les laines minérales et les mousses sont flexibles. Le verre cellulaire est raide et peut contribuer à rigidifier la toiture. Cette toiture n’est cependant circulable que pour l’entretien.

La compatibilité avec le système de toiture

Toiture inversée

Lorsque la toiture est du type « toiture inversée » le seul matériau isolant généralement utilisé est la mousse de polystyrène extrudé XPS, à cause de son caractère hermétique.

Il existe aussi, au stade expérimental, un système de toiture inversée non lestée utilisant de la laine de roche MW comme isolant. Ce système n’a jusqu’à présent pas été développé.

Toiture chaude

La mise en œuvre de panneaux de mousse de polystyrène extrudé XPS dans une toiture chaude n’est pas indiquée à cause de son coefficient de dilatation thermique élevé.

La mousse de polystyrène expansé EPS ne peut être utilisée dans une toiture chaude que moyennant certaines précautions prescrites par les fabricants. Elle doit être suffisamment stabilisée (retrait de naissance) et recouverte sur les deux faces d’un voile de verre bitumé avec recouvrement au droit des joints.
Il est conseillé de couvrir d’un lestage une toiture chaude isolée à l’aide de ce matériau, car celui-ci résiste mal à une température supérieure à 70°C.

Dans le cas de revêtements d’étanchéité posés sur de la mousse PUR ou PIR, le matériau isolant doit être revêtu d’un voile de verre bitumé sur les deux faces. La masse volumique de la mousse est de 32 kg/m³ au moins. (NIT 134 p 30).

En dehors des réserves qui précèdent, tous les autres matériaux peuvent être mis en œuvre dans les toitures chaudes moyennant le suivi des prescriptions du fabricant.

Le comportement au feu

Lorsque le support de la toiture résiste mal au feu (plancher en bois, tôles profilées métalliques), ou lorsque la mise en œuvre de l’étanchéité nécessite l’usage d’une flamme, l’inflammabilité de l’isolant joue un rôle important.

Les mousses de polystyrène et de polyuréthane sont inflammables et résistent mal à la chaleur.

Les seuls isolants ininflammables pour toitures plates sont le verre cellulaire et la laine de roche.

Les panneaux à base de mousse résolique ou de polyisocyanurate ont un bon comportement au feu.

Pour diminuer la propagation du feu par l’isolant, il est possible de compartimenter celui-ci à l’aide de panneaux isolants ininflammables.

Compartimentage de la couche isolante à l’aide d’un isolant ininflammable.

Un lestage en gravier protège efficacement l’isolant du feu venant de l’extérieur (incendie d’un bâtiment voisin, par exemple).

Protection de l’étanchéité par le gravier du lestage.

L’isolant sera protégé du feu venant de l’intérieur par la résistance au feu du support lui-même.

Protection de la couverture par le caractère RF du support.

Le prix

« LE NERF DE LA GUERRE ».

À performance égale on choisira le matériau le moins cher.

Il faut cependant tenir compte dans la détermination de ce prix, de l’épaisseur nécessaire pour obtenir une résistance thermique égale, et du prix de la mise en œuvre.

Exemple.

Supposons deux isolants possible a et b.

Ils conviennent tous les deux pour l’usage prévu (résistance à la compression, résistance à la vapeur d’eau, comportement au feu, compatibilité avec les supports et avec l’étanchéité, etc.).

a coûte 300 €/m³, sa pose coûte 7 €/m², son coefficient de conductivité thermique λ_i vaut 0.028 W/mK
b coûte 200 €/m³, sa pose coûte 4 €/m², son coefficient de conductivité thermique λ_i vaut 0.054 W/mK

La résistance thermique à atteindre pour la couche isolante est de 2.5 m²K/W.

L’épaisseur d’isolant a à mettre en œuvre est de : 7 cm (épaisseur disponible).
L’épaisseur d’isolant b à mettre en œuvre est de : 13.5 cm -> 14 cm (épaisseur disponible).

Coût total fourniture et pose de a = 28 €/m²

Coût total fourniture et pose de b = 32 €/m²

D’où le choix de a pourtant plus cher au m³ et à la pose, mais thermiquement plus performant.

Attention ! Dans le souci d’une bonne gestion, il faut raisonner en coût global, et tenir compte, non seulement du coût de l’isolant et de sa mise en œuvre, mais aussi :

des coûts d’entretien;
des coûts de réfection prévisibles;
de la durée de vie moyenne de l’isolant;
de sa fragilité pouvant provoquer une rupture de l’étanchéité et une dégradation du bâtiment entraînant des coûts de réparation et des troubles de jouissance;
des frais de chauffages supplémentaires entraînés par une humidification anormale ou accidentelle de l’isolant.

La compatibilité avec les autres matériaux mis en œuvre

La compatibilité chimique entre les matériaux isolants (principalement les mousses synthétiques) et les solvants utilisés dans les colles et les membranes doit être vérifiée.

On sera attentif aux prescriptions des fabricants et aux agréments techniques relatifs aux produits.

La perméabilité à la vapeur d’eau

Dans le cas d’un climat intérieur très humide (Classe IV) il sera parfois intéressant d’utiliser le verre cellulaire comme isolant, surtout lorsque la pose correcte d’un pare-vapeur très performant est difficile.

Le verre cellulaire est en effet complètement étanche à la vapeur. On évite ainsi les condensations internes dans l’isolant qui conserve ses performances thermiques.

L’impact écologique

Les différents matériaux isolants n’ont pas tous le même impact sur l’environnement. Pour limiter cet impact, on choisira de préférence un isolant « écologique« .

Quelle épaisseur choisir ?

Les performances thermiques que l’on désire atteindre détermineront l’épaisseur minimale d’isolant nécessaire en fonction du coefficient de conductivité thermique λ de celui-ci.

Le choix de l’épaisseur de l’isolant doit se réaliser en fonction de la performance énergétique à atteindre.

Rem: On peut bien entendu choisir une valeur U plus contraignante que ce qu’impose la réglementation si on désire augmenter le confort et diminuer les consommations (temps de retour de l’investissement à calculer).

calculs

Pour calculer le temps de retour de l’isolation d’une paroi.

Par exemple, si on veut obtenir une valeur U = 0.3 W/m²K, l’épaisseur e_i de l’isolant se calcule par la formule suivante (pour des couches homogènes) :

e_i= λ_i( (1/U) – (1/h_e+ 1/h_i+ e₁/λ1 + e₂/λ₂+ e₃/λ₃+ … ) )

où,

λ_i est le coefficient de conductivité thermique de l’isolant,
U est le coefficient de transmission thermique U de la paroi à atteindre : 0.3 W/m²K,
h_eet h_i les coefficients de transmission thermique entre le toit et les ambiances extérieures et intérieures valant respectivement 23 W/m²K et 8 W/m²K,
e_x/λ_x la résistance thermique des autres couches de matériaux.

La valeur U d’une toiture est presque uniquement déterminée par la couche isolante. Pour simplifier le calcul, on pourrait négliger la résistance thermique des autres matériaux, tout en assurant à U une valeur inférieure à 0.3 W/m²K. La formule devient alors :

e_i= λ_i((1/ 0.3) – (1/23 + 1/8 )) m = λ_ix 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 λ_i vaut 0.039 W/mK (suivant agrément technique du produit),

e_i = 0.039 x 3.16 = 0.12324 m

L’épaisseur commerciale : 13 cm (par exemple : 6 + 7 cm).

Dans le cas de la toiture inversée, l’épaisseur doit être augmentée pour compenser la perte d’efficacité due à l’écoulement de la pluie ou de la neige fondue entre l’isolant et l’étanchéité.

calculs

Pour estimer l’épaisseur suffisante d’un isolant.

Remarque.
La résistance thermique totale 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.
La couche d’isolant apportée doit donc être suffisamment épaisse pour atteindre 70 % de la résistance thermique totale de la toiture.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Modèles d’isolation – plancher léger sans aire de foulée

L’isolation du plancher léger de combles non circulables peut se faire par divers systèmes :

Panneaux semi-rigides entre gîtes

L’isolant semi-rigide est généralement de la laine minérale.

Il est posé entre les gîtes, sur le plafond de l’étage inférieur.

Lorsqu’un pare-vapeur est nécessaire, celui-ci est fixé sous les gîtes avant la réalisation du plafond.

Isolant semi-rigide entre gîtes d’un plancher non circulable.

Gîte.
Isolant semi-rigide.
Pare-vapeur.
Finition du plafond.

Matelas souples à languettes entre les gîtes

Le matelas isolant est placé par dessous. Les languettes sont agrafées à la face inférieure des gîtes en se recouvrant partiellement. Le recouvrement est fermé; au moyen d’une bande adhésive ou assuré par une latte en bois pour garantir l’étanchéité à l’air et à la vapeur. Le plafond est finalement mis en place.

Remarque : la largeur du matelas doit être adaptée à l’entre-axe des gîtes. Il faut choisir un matelas dont la largeur est 1 à 2 cm supérieure à l’écarts entre les gîtes. Il faut veiller à poser les matelas de manière tendue et jointive.

Matelas de laine minérale en rouleau à languettes.

Matelas isolant avec languettes entre gîtes d’un plancher non circulable.

Gîte.
Isolant souple.
Papier Kraft.
Languettes superposées agrafées.
Pare-vapeur en Kraft-Aluminium.
Finition du plafond.

Panneaux rigides entre gîtes

L’isolant rigide est généralement de la mousse synthétique (PUR , PIR, XPS, EPS).

Il est posé entre les gîtes, sur le plafond de l’étage inférieur.

Cette mousse assure une continuité de l’isolant jusqu’à la gîte et une protection contre les courants d’air accidentels.

Lorsqu’un pare-vapeur est nécessaire, celui-ci est fixé sous les gîtes avant la réalisation du plafond.

Panneaux isolants rigides entre gîtes d’un plancher non circulable.

Gîte.
Isolant rigide.
Pare-vapeur.
Finition du plafond.
Mousse injectée.

Flocons ou granulés d’isolant entre gîtes

Lorsqu’un pare-vapeur est nécessaire, celui-ci est fixé sous les gîtes avant la réalisation du plafond.

Isolant posé en vrac entre les gîtes d’un plancher non circulable.

Gîte.
Isolant en vrac.
Pare-vapeur.
Finition du plafond.

Matelas souple qui enveloppe l’ensemble du plancher

Les matelas d’isolant souples (laine minérale) suivent la forme du support. De cette façon, il n’y a pas d’interruption dans la couche isolante.

Lorsqu’un pare-vapeur est nécessaire, celui-ci est fixé sous les gîtes avant la réalisation du plafond. Il est également possible de poser le pare-vapeur en contournant les gîtes par dessus, mais une réalisation correcte est délicate et plus difficile.

Isolation enveloppant l’ensemble du plancher non circulable.

Gîte.
Isolant souple.
Pare-vapeur.
Finition du plafond.

Isolant posé au-dessus du gîtage

L’isolant utilisé peut être souple, semi-rigide ou rigide.

Sur le gîtage est posé un plancher destiné à supporter l’isolant. Le pare-vapeur éventuel est déroulé soigneusement sur ce plancher.

L’isolant est ensuite déposé de façon continue, les panneaux ou rouleaux étant parfaitement jointifs.

L’étanchéité à l’air sera assurée par le pare-vapeur s’il existe, sinon par le plafond ou la plaque de support de l’isolant.

Isolation continue au-dessus du gîtage d’un plancher non circulable.

Gîte.
Isolant.
Pare-vapeur.
Plancher.
Finition du plafond.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Champignons parasites du bois

Les champignons provoquent la pourriture du bois.
Leurs spores sont présentes en permanence dans l’air. Lorsqu’elles rencontrent des conditions favorables, elles germent et les champignons se développent.

Les conditions favorables au développent sont les suivantes :

Humidité environnante trop importante provenant :
- d’infiltrations,
- de condensation,
- ou d’humidité ascensionnelle.

Ventilation trop faible,
Température favorable,
Hygiène générale défectueuse,
Vapeur ammoniacales (fosses, étables, …),
Absence de traitement du bois.

Les champignons détruisent le bois par transformation chimique.
Ses filaments microscopiques, invisibles à l’oeil nu, produisent des enzymes qui digèrent le bois.

L’attaque du bois n’apparaît que lorsque l’état de celui-ci est déjà fortement avancé.
À ce stade, les filaments se sont groupés en tissus pour former des masses bien visibles à la surface du bois. L’aspect du bois se modifie et la pourriture de celui-ci apparaît.

L’identification exacte du champignon présent n’est pas toujours possible. Elle n’est pas nécessaire, car les traitements à préconiser sont les mêmes dans tous les cas.

Les principaux champignons parasites du bois de construction dans nos régions sont

La mérule (Serpula lacrymans)

Symptômes de l’attaque :

fructifications visibles,
spores répandues,
paquets d’ouate,
forte odeur fétide,
débris et réseaux de fils accrochés aux maçonneries.

Aspect du bois : pourriture cubique

Les bois attaqués prennent une coloration brun clair.

Des cassures nettes suivant trois directions perpendiculaires fractionnent le bois en une série de petits parallélépipèdes visibles.

Description du champignon

Ce champignon dégage une forte odeur fétide.

Il peut se présenter sous différentes formes.

Sous sa forme la plus spectaculaire :

Il s’étale en paquets d’ouate blanche à la surface du bois et de la maçonnerie. En vieillissant ces paquets se parcheminent et prennent une couleur foncée. A la lumière le champignon développe des fructifications en forme de disques plus ou moins complets, avec bordure plissée blanche et partie centrale brune couverte de spores. Ces spores envahissent les locaux infectés avant de s’envoler et de contaminer l’atmosphère.

Sous sa forme la plus discrète :

Accroché à la maçonnerie, il ressemble à des débris de peau ou à des réseaux des fils qui peuvent être confondus avec des toiles d’araignée. De gros cordons s’insinuent dans les joints des maçonneries et amènent l’eau des zones humides jusqu’aux tissus du champignon qui se sont développés dans des endroits plus secs.

Le champignon des caves (Coniophora puteana)

Symptômes de l’attaque

Présence du mycélium peu abondant en voile ténu sur la surface du bois ou de la maçonnerie. Fructification rare.

Aspect du bois : pourriture cubique

Les bois attaqués prennent une coloration brun foncé.

La pourriture cubique est, dans ce cas, interne. A la dessiccation, le bois atteint est extérieurement légèrement déprimé. Sous cette pellicule de bois relativement intact, le bois est entièrement fissuré longitudinalement et transversalement. Il se réduit en poudre sous la pression.

Description du champignon

Fructifications rares dans le bâtiment sous forme de croûte membraneuse continue de forme irrégulière, épousant la forme du substrat, dont la surface est bosselée ou tuberculée, brun ocre à violacé à l’état frais, brun-tabac à l’état sec.

Marge étroite ou large suivant les conditions (1 à 15 mm) blanche ou jaunâtre.

Les cordons mycéliens se développent en éventail. Ils sont d’abord blancs, puis brunissent pour devenir noirs.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Définir les éléments de contrôle [isolation de la toiture plate]

Il s’agit d’éléments tubulaires qui drainent la couche d’isolant et qui permettent de détecter la présence d’eau avant que celle-ci ne puisse provoquer des dégâts plus importants.

En outre, de tels points de contrôle permettent la vérification de la réalisation correcte de la toiture, par exemple lors de la réception des travaux.

Les dispositifs de contrôle se placent aux points bas du support.

Lorsque l’isolant est du verre cellulaire (CG) posé suivant la technique de la toiture compacte, ce dispositif est inutile, l’isolant étant imperméable.

Évaluer

Le contrôle de l’humidité sous la membrane d’étanchéité peut également être réalisé à l’aide d’un scanner de plate-forme ou hygromètre électronique que possèdent certains fabricants d’isolant et de membranes d’étanchéité.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Placer l’isolant dans le versant ou dans le plancher des combles ? [Concevoir]

Isolation dans le versant de toiture et dans le plancher des combles.

En bref !

L’isolant doit être placé à la limite de l’espace protégé.

Ce choix sera dicté par différents facteurs :

L’espace sous les versants doit-il être habitable ?
Comment réaliser l’étanchéité à l’air ?
Quels sont les risques de ponts thermiques ?

Si les combles doivent être habitables, il faut évidemment placer l’isolation dans les versants de toiture. Il ne faut pas oublier d’isoler les pignons jusqu’à la pointe.

Si les combles ne doivent pas être habitables, il est préférable d’isoler leur plancher. On réduit ainsi le volume chauffé mais surtout aussi la surface de déperdition thermique. Cela n’empêche pas l’utilisation des combles comme espace de rangement pour des objets insensibles au froid. On crée ainsi un espace adjacent non chauffé (EANC) qui protège thermiquement le bâtiment en servant de tampon entre le volume protégé et l’environnement extérieur.

Dans certains cas cependant, pour simplifier la forme de l’enveloppe du volume protégé, on intégrera les combles non habitables au volume protégé. On diminue ainsi les nœuds constructifs qui sont sources potentielles de ponts thermiques ou les raccords de la barrière d’étanchéité à l’air qui sont sources potentielles de fuites (infiltrations – exfiltration) d’air.

Pour être efficace, la barrière d’étanchéité à l’air d’une toiture légère (généralement le pare-vapeur ) doit être posée le plus près possible de la couche isolante. De plus, cette barrière d’étanchéité doit être la plus continue possible (le moins de raccords possible). On tiendra compte de cette contrainte pour choisir l’emplacement de l’isolant (plancher ou versant).

La présence de conduites de ventilation ou de chauffage dans les combles peut également influencer le choix. On se posera la question de savoir s’il est préférable d’isoler les conduites ou bien d’isoler les combles dans lesquels elles se trouvent. Cela dépendra notamment de la facilité de réaliser la barrière d’étanchéité à l’air et du nombre de percement de celles-ci par les conduites.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Mur rideau

Le mur-rideau a modifié l’architecture des constructions à ossature : au remplissage traditionnel des vides laissés par l’ossature, s’est substitué un revêtement léger, fabriqué industriellement, posé sur le devant de l’ossature, entourant le bâtiment … comme un rideau.

Études de cas

Pour mieux percevoir la technique du mur-rideau, découvrez la mise en place sur chantier d’un projet réel.

Définition

Le mur-rideau est un mur de façade légère, qui assure la fermeture mais ne participe pas à la stabilité du bâtiment. Il se caractérise comme suit :

Il est fixé sur la face externe de l’ossature porteuse du bâtiment (ou squelette).
Son poids propre et la pression du vent sont transmis à l’ossature par l’intermédiaire d’attaches.
Il est formé d’éléments raccordés entre eux par des joints. On réalise ainsi une surface murale continue, aussi grande qu’on le désire.

Il diffère du panneau de façade qui est utilisé pour remplir les vides laissés par l’ossature. Dans ce système, les panneaux sont appuyés, étage par étage, sur le squelette. La façade laisse apparaître toute l’ossature, les nez de plancher ou les poteaux.

Panneaux de façade.

Dans le mur-rideau au contraire, l’ossature est cachée derrière la paroi, elle n’intervient pas pour composer la façade.

Mur rideau.

Bien qu’elle ne porte pas l’édifice, cette façade légère doit remplir toutes les autres fonctions d’un mur extérieur, soit :

isoler thermiquement,
assurer ou interdire la barrière de vapeur,
isoler phoniquement,
résister au feu,
résister aux conditions extérieures, dont le climat, les agents chimiques, les vibrations, les chocs,…

Avantages techniques et économiques recherchés :

légèreté (50 à 80 kg/m²), soit 20 à 30 % du poids d’une construction traditionnelle ;
encombrement réduit (de 10 à 20 cm), soit un gain de 10 à 30 cm par rapport à la construction traditionnelle ;
préfabrication industrielle permettant une grande vitesse de mise en œuvre ;
performances d’étanchéité à l’eau, à l’air et au vent, supérieures à une construction traditionnelle ;
entretien réduit ;
larges possibilités d’adaptation au niveau du concept architectural.

Ces avantages expliquent le très fort développement de cette technique, principalement dans les bâtiments destinés au secteur tertiaire.

Les différents types de murs-rideaux se distinguent par leur degré de préfabrication en atelier ainsi que par leur mode de report de charge sur le support (structure de bâtiment).

Technologie du mur-rideau monté sur grille

Une grille est fixée au squelette du bâtiment. Elle formée soit de raidisseurs verticaux et de traverses horizontales assemblés sur chantier, soit de cadres complets préfabriqués en usine et juxtaposés sur chantier. Ce treillis est peut-être dissimulé dans le mur une fois achevé, ou gardé apparent pour articuler la façade et donner à ce type de construction son allure caractéristique.

Cadre.

Eléments linéaires.

Le quadrillage est ensuite obturé par des panneaux pleins et opaques (isolant, tôle, pierre, …) ou par des éléments transparents en glace.

Technologie du mur-rideau monté en panneau

Il est réalisé à l’aide de panneaux de grande dimension, hauts d’un étage ou d’un demi-étage et fixés à l’ossature du bâtiment ou à une ossature secondaire. Ils sont entièrement préfabriqués en usine, juxtaposés sur chantier et fixés généralement par une ou deux attaches par panneau.

Les seuls éléments de construction sont ici les panneaux, qui assurent simultanément la fermeture, la transmission de leur propre poids et de la pression du vent à l’ossature ; ils sont autoportants.

Les panneaux sont essentiellement caractérisés par le fait que leur surface extérieure est fermée et dépourvue de joints. Lorsque la façade est équipée de fenêtres, elles sont ménagées dans la surface des panneaux; les châssis des fenêtres sont solidaires des panneaux. Les panneaux sont assemblés directement entre eux sans pièce intermédiaire.

Sur le plan architectural, les murs à panneaux sont essentiellement marqués par des surfaces dégageant une impression d’unité, sans autre articulation que celle des joints entre panneaux. Ce système est plus rapide que le précédent et donne plus de facilités au point de vue de la réalisation des étanchéités.

L’assemblage par emboîtement est réalisé par le profil de cadre qui est mâle et femelle ou encore par un profil auxiliaire en H, dans lequel viennent s’insérer les profils mâles de deux cadres adjacents. Ce mode d’assemblage ne permet que difficilement le montage d’un élément sans déplacer les cadres adjacents.
L’assemblage par juxtaposition de cadre permet un démontage ultérieur simple, mais demande l’emploi d’un profil couvre-joint aussi bien à l’intérieur qu’à l’extérieur.

Technologie du mur-rideau en verre structurel

Dans ce cas, la paroi est entièrement constituée par des lames de verre.

La liaison entre les panneaux vitrés est assurée par un simple joint silicone. Les déplacements relatifs des panneaux les uns par rapport aux autres doivent être infimes, sous peine d’ouvrir les joints ou de créer des contraintes tendant à briser l’élément vitré. C’est pourquoi les pièces en suspension et les assemblages sont conçus pour absorber tous les mouvements et les efforts entre le mur vitré et la structure porteuse.

On distingue diverses techniques de fixation au vitrage :

Verre Extérieur Agrafé ou Attaché ou « VEA«

Le verre extérieur attaché (VEA) est perforé et fixé directement sur une structure porteuse par l’intermédiaire d’attaches mécaniques métalliques ponctuelles, platine de serrage, boulons traversants ou non le verre, lesquels seront, ensuite, repris soit par des rotules, soit articulées, soit rigides. Ce dispositif doit permettre la reprise des efforts dus :

au vent et/ou à la neige,
au poids propre,
aux mouvements différentiels entre verre et structure

En fonction du choix architectural, la paroi peut être supportée par différents types de structure : charpentes métalliques, structures en câbles inoxydables, poutres en verre, structures intégrant des contreventements…

Verre Extérieur collé ou « VEC«

La technique VEC permet, par l’effacement de la structure métallique derrière les produits verriers, d’obtenir un aspect de façade uni, mettant en valeur les vitrages. Les composants verriers sont collés à l’aide de mastics qui agissent avant tout comme élément de transfert des contraintes de ces composants vers leur support.

Joint de structure.
Vitrage.
Joint d’étanchéité.
Structure de collage.
Espaceur.
Fond de joint.
Plans d’adhérence.

Ce sont les mastics qui doivent transférer les contraintes extérieures vers le support. Les mastics jouant le rôle de joint de structure doivent reprendre les efforts engendrés par le vent, éventuellement le poids propre et les dilatations différentielles entre verre et cadre support. En aucun cas, ils ne doivent reprendre les déformations prévisibles du bâtiment. Celles-ci doivent être reprises au niveau de la liaison « cadre/structure » porteuse du VEC.

Le VEC est un système de collage et non un système mécanique pur. La maîtrise des problèmes de vieillissement, de compatibilité, de propreté de surface, de définition de barrière d’étanchéité, est donc fondamentale.
Deux systèmes VEC peuvent être utilisés :

le système « deux côtés » pour lequel les volumes verriers sont pris en feuillure classique sur deux côtés, les autres côtés étant collés sur une structure de maintien,
le système « quatre côtés » ou système intégral, pour lequel les volumes verriers sont collés sur quatre côtés sur des châssis non apparents (cadre à coupure thermique), ce qui se traduit par un aspect extérieur uniforme et sans aspérité.

Les parties ouvrantes et les parties fixes sont fabriquées selon le même principe. Chaque remplissage est collé séparément sur un cadre en atelier.

Il y a lieu, de prévoir des moyens de réglage des cadres pour assurer une planéité, un aplomb, un équerrage et une rectitude des lignes optima de l’ensemble de la façade.

La juxtaposition des éléments vitrés laisse un joint extérieur ouvert de ± 12 mm qui est remplis à refus d’un silicone spécial inaltérable aux U.V. et 100 % compatible avec le silicone structurel.

Verre Extérieur Parclosé

Le remplissage n’est pas collé sur le cadre, mais maintenu par une parclose visible autour du verre ou du panneau vitré autour du verre ou du panneau vitré.

Cas particulier : la double peau

Le mur rideau peut être dédoublé par une deuxième façade vitrée. La distance entre les deux parois est généralement comprise entre 200 et 1 000 mm.

On crée ainsi une lame d’air qui peut-être utilisée de multiples façons selon le type de construction. La température de l’air dans la lame d’air peut être influencée par la modification des surfaces des entrées et sorties d’air.

Ces systèmes peuvent être conçus avec ou sans recoupements horizontaux ou verticaux de la lame d’air. Les recoupements empêchent les flux d’air sur plusieurs niveaux, appelés de court circuit, qui font que l’air se mélange avec l’air frais.

De plus, les recoupements permettent d’empêcher de façon efficace la transmission acoustique entre deux étages dont les fenêtres sont ouvertes.

Ces systèmes permettent par leur construction d’intégrer les avantages suivants :

Le store peut-être intégré dans la lame d’air. Il est ainsi protégé des intempéries et de la pollution.
La protection solaire fonctionne même en cas de vent important, ce qui représente un avantage incontestable pour les immeubles de grande hauteur. Donc on renonce aux stores intérieurs peu efficaces.
La chaleur retenue par les stores entraîne une élévation de la température dans la lame d’air. Par un effet de poussée thermique, l’air chaud monte et s’échappe à l’extérieur ou il peut être conduit vers un accumulateur d’énergie.
La paroi complémentaire (si étanche) peut améliorer sensiblement l’isolation acoustique contre le bruit extérieur.
Les fenêtres de la façade intérieure peuvent être ouvertes. Même pour les immeubles de grande hauteur, une aération naturelle est possible.
La paroi vitrée extérieure, assure les aspects de sécurité en cas d’ouverture nocturne des fenêtres, permettant un rafraîchissement du bâtiment non occupé.
Les pertes par transmission thermique sont diminuées en hiver en raison de la vitesse d’air réduite et de la température plus élevée dans l’espace tampon.
Amélioration de la lumière dans les volumes intérieurs, par une ouverture accrue de la façade.

Mais des inconvénients apparaissent également dont tout particulièrement le surcoût du système. Par rapport aux économies d’énergie réalisées (à étudier finement car le bilan d’été n’est pas forcément positif…), il apparaît que d’autres techniques sont beaucoup plus efficaces, à budget égal.

Les éléments de remplissage

Ce sont des matériaux simples ou composites qui s’insèrent dans l’ossature de la façade légère pour en remplir les vides et former la façade.

Ces éléments peuvent être fixes ou mobiles, isolants ou non, opaques, transparents ou translucides; ils doivent, en tous cas, assurer leur propre stabilité. Les éléments de remplissage sont indépendants de la nature de l’ossature.

Des exigences élevées :

On doit sélectionner des matériaux en plaques ou en feuilles, incombustibles, résistants aux conditions atmosphériques et de belle apparence.

En plus des produits verriers rencontrés dans les fenêtres des façades traditionnelles, on rencontrera donc :

Les matériaux isolants

Les laines minérales.
Certains bois très légers comme le balsa.
Le verre cellulaire.
Les mousses de résines synthétiques :
- le polystyrène,
- le polyuréthane,
Le liège aggloméré.
Les panneaux isolants de fibres.

Les parois extérieures

Les parois rarement employées seules, constituent généralement les faces rigides des complexes isolants ou servent de parement à ces complexes, dont elles sont alors séparées par une lame d’air.

Certaines parois, outre leur résistance propre, possèdent les qualités d’aspect nécessaires à un parement décoratif. Il s’agit par exemple, de tôles d’acier inoxydable, de verre ou de glace trempées colorées dans la masse, de tôle d’aluminium teintées ou non ou encore de tôle de cuivre.

D’autres n’offrent pas un aspect suffisamment esthétique et sont alors revêtus sur la face visible d’un revêtement extérieur de décoration, dont :

Les produits verriers qui sont utilisés dans ce but sont : le verre coulé coloré dans la masse (armé ou non), le verre opaque, le verre opalescent, le verre émaillé, le verre façonné.
Les tôles d’acier :
- inoxydable,
- recouverte d’émail vitrifié à haute température,
- galvanisée ou électrozinguée à peindre sur chantier,
- laquée au four en usine sur support laminé à froid, électrozingué ou galvanisé,
- prépeinte en continu en usine.
Les tôles d’aluminium planes ou à dessins sont utilisées sous différents états.
Le bois déroulé ou tranché.
Le bois massif.
Les plaques en asbeste-ciment.
Les feuilles de matières plastiques les plus diverses collées sur le parement.
Les peintures appliquées à froid.

Les parties transparentes et translucides en matières plastiques

Les stratifiés en polyester renforcés à la fibre de verre : des éléments translucides de toutes formes et de toutes dimensions peuvent être obtenus par imprégnation de tissus de fibres de verre à l’aide de diverses résines polyesters.
- nid d’abeilles
- âme polyester
Les plaques de chlorure de polyvinyle : les plaques translucides et transparentes en P.V.C sont utilisées principalement en bardage extérieur et pour la décoration intérieure.
Les plaques en polymétacrylate de méthyle : ces plaques transparentes d’aspect lisse, sont obtenues par moulage. Elles sont utilisées en allège.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Isoler un mur par l’extérieur

Mesures préliminaires

Si le mur présente des problèmes d’humidité ascensionnelle, ceux-ci doivent d’abord être supprimés. Une barrière étanche perpendiculaire au mur doit exister juste au-dessus du niveau des terres. 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 mur le temps de sécher.

La maçonnerie sur laquelle va être posé l’isolant ne peut être perforée, ce qui permettrait une pénétration directe d’air intérieur (humide) dans l’isolant.

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
la complexité de la façade
le prix

Les performances d’étanchéité à atteindre

Le système le plus performant est le panneau isolant protégé par un bardage. Celui-ci assure une excellente étanchéité à l’eau. De plus si de l’eau pénètre malgré tout accidentellement, celle-ci est drainée par la coulisse et évacuée par le bas du mur. Ainsi isolant et mur sont parfaitement protégés des pluies.

Il est en outre facile à démonter pour vérifier l’état de l’isolant.

L’esthétique recherchée et contraintes urbanistiques

Bien qu’actuellement très varié au niveau de l’aspect extérieur (ardoises naturelles, synthétiques, bois, feuilles métalliques, …) le bardage ne correspond pas toujours à l’esthétique recherchée ou aux contraintes urbanistiques imposées. L’enduit de finition est généralement plus largement accepté.

Si l’on souhaite un parement extérieur classique en briques, on choisit soit une isolation par l’extérieur par éléments isolants préfabriqués (recouvert de plaquettes de briques), soit on crée un mur creux à partir de la maçonnerie existante.

Les performances énergétiques

L’enduit isolant nécessite des épaisseurs excessives pour atteindre le coefficient de transmission thermique U recommandé.

Les systèmes tels que panneaux isolants plus enduit ou les éléments isolants préfabriqués présentent une très bonne continuité de l’isolation.

Un système avec structure (bardage ou enduit supporté 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.

La complexité de la façade

Le tandem panneaux isolants + enduit est plus approprié dans les cas d’une façade complexe très découpée. Un bardage est plus approprié dans le cas d’une façade sans ou avec peu de découpes.

Le prix

« Le nerf de la guerre…! »

Les prix peuvent être très variables en fonction du type de finition (différents types de bardages, différents revêtements pour les éléments isolants préfabriqués, ….), de la complexité de la surface à isoler, de la préparation du support, et du coût des installations de chantier (distances, échafaudages, hauteur, protections, …).

La création d’un mur creux revient nettement plus cher.

> Les systèmes d’isolation par l’extérieur qui comportent une finition sous forme d’enduit doivent disposer d’un agrément technique ATG.

Les composants doivent faire partie d’un même système (colle, isolant, mortier, armature et finition). L’exécution nécessite un savoir-faire particulier, surtout pour ce système et est donc, de préférence, confiée à un entrepreneur spécialisé.
Il en va de même pour le système des panneaux isolants couverts de plaquettes en briques.

Choix de l’isolant

Type d’isolant

L’isolant est placé directement contre le mur. 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 mur-support sur lequel il est posé est lui-même étanche à l’air (maçonnerie plafonnée, …). Si la maçonnerie doit rester apparente à l’intérieur du bâtiment, pour rendre le mur étanche à l’air, la face extérieure du mur plein doit être enduite avant pose de ce type d’isolant.

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 mur, susceptibles de provoquer une forte condensation sur la face interne (entre le mur 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 mur-support 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.

> Afin d’éviter les ponts thermiques, l’isolation de l’enveloppe doit être continue. Elle doit être dans le prolongement et en contact avec le dormant du châssis muni d’un vitrage isolant. La couche isolante du mur doit être raccordée aux couches isolantes des autres parois du volume protégé.

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

Choix de l’enduit éventuel

Lorsque le mur est isolé par l’extérieur, mur et isolant doivent rester parfaitement secs.

Lorsque le système d’isolation par l’extérieur choisi comporte un enduit, c’est celui-ci qui assure l’étanchéité à l’eau.

Les enduits disponibles sur le marché – qu’ils soient minéraux ou synthétiques – présentent une absorption d’eau faible et assure ainsi l’étanchéité à l’eau pour autant qu’ils soient appliqués en suivant les recommandations et qu’ils ne présentent pas de fissurations importantes (> 1 à 2 mm).

Outre l’étanchéité à l’eau, les enduits doivent également :

Être perméable à la vapeur afin de permettre le séchage de la maçonnerie et de laisser sortir l’humidité qui aurait pénétré sous forme de vapeur. La plupart des enduits disponibles sur le marché – qu’ils soient minéraux ou synthétiques – présentent cette perméabilité à la vapeur élevée.
Présenter une bonne résistance mécanique : ils doivent pouvoir résister à des chocs modérés principalement au rez-de-chaussée, adhérer suffisamment à leur support, disposer d’une cohésion adéquate et résister à la fissuration. Les enduits – qu’ils soient minéraux ou synthétiques – présentent, en général, ces qualités pour autant qu’ils soient appliqués en suivant les recommandations et sur un support bien préparé. Lorsque l’enduit est appliqué directement sur l’isolant thermique, une armature est généralement prévue pour limiter le risque de fissuration.
Donner l’aspect décoratif recherché. Cette variété décorative est donnée par la grande variété de composition, de teinte et d’état de surface : lisse, gratté, tyrolien, ….).

Les enduits, aussi bien minéraux que synthétiques, sont préparés en usine afin d’obtenir une meilleure constance dans les mélanges et limiter de ce fait les variations de teinte et d’état de surface.

Vu les sollicitations importantes dues aux variations thermiques que peuvent subir les enduits, on choisit, de préférence, un enduit de couleur claire. Il sera suffisamment déformable pour limiter le risque de fissuration.

L’enduit nécessite un entretien tous les 10 à 15 ans pour des raisons esthétiques (encrassement).

Détails d’exécution

L’isolation par l’extérieur est un système qui permet d’isoler un mur existant de manière continue pour autant que les détails aux nœuds constructifs (interruptions dans le mur et raccords avec les parois adjacentes tels que ceux montrés ci-dessous) soient réalisés avec soin. Seul le pont thermique au droit d’un balcon reste difficile à éviter.

La baie de fenêtre

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

Mur existant + enduit intérieur.
Arrêt d’enduit + mastic.
Panneau isolant collé.
Armature et mortier d’enrobage.
Enduit de finition.
Armature d’angle.
Retour d’isolation au niveau du linteau (panneau collé revêtu des mêmes couches que le mur).
Profilé d’interruption fixé mécaniquement à la maçonnerie.
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 (un profilé 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

Mur existant + enduit intérieur.
Arrêt d’enduit + mastic.
Panneau isolant collé.
Armature et mortier d’enrobage.
Enduit de finition.
Armature d’angle.
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

Retour d’isolation au niveau du linteau.
Retour d’isolation au niveau du seuil de fenêtre.
Retour au niveau de l’ébrasement de fenêtre.
Feuille métallique.

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 (idem que seuil de l’isolant revêtu d’un enduit).

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

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

Cas particulier

Lorsque les dimensions du dormant du châssis que l’on souhaite conserver, ne sont pas suffisantes pour permettre un retour de l’isolant contre celui-ci, il faut casser la maçonnerie des battées.

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 remplacer le châssis par 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 important.

Joints de mouvement – cas du panneau isolant revêtu d’un enduit

Les joints de dilatation ou de tassement doivent être répercutés dans l’isolation et dans l’enduit. Les rives libres des panneaux, ainsi que les bords des joints de mouvement sont protégés par des profilés « ad hoc » faisant partie du système.

Joint de mouvement en partie courante

Joint de mouvement dans un angle

Raccord avec une paroi adjacente

Mur existant.
Panneau isolant collé.
Armature et mortier d’enrobage.
Enduit de finition.
Profil protecteur.
Joint élastique d’étanchéité.
Fond de joint.
Joint mécanique.

Construction en encorbellement – cas du panneau isolant revêtu d’un enduit

Enduit.
Revêtement de sol.
Chape.
Isolant acoustique.
Dalle de plancher.
Mur plein.
Panneau isolant.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Évaluer un risque de condensation superficielle au droit d’une terrasse en béton

Description de la situation

Un immeuble de bureaux possède des terrasses en béton en encorbellement sans coupure thermique. On améliore la situation en ajoutant une isolation d’une résistance thermique de 1 m²xK/W au droit du linteau et entre la dalle et le plancher.

Schéma de principe de la terrasse en encorbellement.

L’immeuble de bureaux est équipé d’un conditionnement d’air contrôlant la qualité de l’air intérieur.
La température de jour (η_i) est maintenue à 21°C et l’humidité relative (φ_i) à 50 %.
La nuit et le weekend, nous avons imaginé deux possibilités :

le chauffage est coupé et la ventilation continue,
la ventilation et le chauffage sont coupés.

La température descend alors jusqu’à 18°C la nuit et jusqu’à 16°C le week-end.

On voudrait évaluer le risque de condensation à l’intérieur des locaux au droit des terrasses en encorbellement.

Calcul du pont thermique : facteur τ

Tout point intérieur d’un détail constructif ou d’un pont thermique est caractérisé par un facteur de température τ. τ_min est la valeur minimale de ces différents τ.
Au droit d’éléments de construction ou de ponts thermiques complexes, il est difficile de calculer les facteurs de température manuellement. Ces calculs se font par programmes informatiques (basés, par exemple, sur la méthode des éléments finis ou des différences finies). Les facteurs de température du pont thermique de la terrasse en encorbellement de l’immeuble de bureau ont été calculés à l’aide du programme KOBRU 82. En voici les résultats :

τ₁ = 0,705;
τ₂ = 0,905;
τ₃ = 0,955;
τ₄ = 0,785;
τ₅ = 0,98;
τ₆ = 0,885;
τ₇ = 0,545;
τ₈ = 0,77.
τ_min = τ₇ = 0,545
Remarque : les résultats de nombreux ponts thermiques sont repris dans la NIT 153.

Évaluation du risque de condensation

Il ne se formera pas de condensation superficielle si :

Avec,

θ_i : la température intérieure,
θ_e : la température extérieure,
θ_d : la température de rosée correspondant à l’ambiance intérieure.

Le jour

	Température extérieure (°C)	Température intérieure (°C) φ_i = 50 %	θ_d (°C)
La journée	– 10	21	10	0,65
	– 5	21	10	0,58
	0	21	10	0,48
	5	21	10	0,29
	8	21	10	0,15
	10	21	10	0

0,65 < τ_min = 0,545 ? : non !

Il y a donc risque de condensation… !!!

Néanmoins, on peut calculer à partir de quelle température extérieure il y a risque de condensation sur le pont thermique ayant un τ_min de 0,545 :

τ_min = (θ_d – θ_e) / (θ_i – θ_e)

où,

τ_min = 0,545
θ_i = 21°C
φ_i= 50 %
ssi θ_d = 10°C

0,545 = (10 – θ_e) / (21°C – θ_e)

θ_e = – 3,2°C

Occurrence des températures extérieures.

Vu que la température de – 3°C n’est atteinte que 150 heures par an, la période durant laquelle de la condensation superficielle se forme est négligeable.

La nuit

1° hypothèse : le chauffage est coupé et l’humidité relative intérieure (φ_i) est maintenue à 50 %

Dans ce cas, la température intérieure descend jusqu’à 18°C. La température de rosée descend à 7,4°C.

Température extérieure (°C)	Température intérieure minimale (°C) φ_i = 50 %	θ_d (°C)
-10	18	7,4	0,62
-5	18	7,4	0,54
0	18	7,4	0,41
….	…	…	….

Température extérieure en dessous de laquelle il y a risque de condensation sur le pont thermique (τ_min de 0,545) ? :

τ_min = (θ_d – θ_e) / (θ_i – θ_e)

0,545 = (7,4 – θ_e) / (18°C – θ_e)

θ_e = -5,3°C

Cette température extérieure n’est atteinte que 57 heures par an; le risque de rencontrer de réels problèmes est encore moins élevé que le jour !

2° hypothèse : le chauffage et le traitement de l’air sont coupés

Dans ce cas, la température intérieure se refroidit jusque 18°C. Le point de rosée reste à 10°C mais l’humidité relative intérieure augmente.

Diagramme de l’air humide.

Température extérieure (°C)	Température intérieure minimale (°C)	Humidité relative intérieure (φ_i)	θ_d (°C)
– 10	18	60 %	10	0,71
– 5	18	60 %	10	0,65
0	18	60 %	10	0,56
5	18	60 %	10	0,38
…	…	…	…	…

Température extérieure en dessous de laquelle il y a risque de condensation sur le pont thermique (τ_min de 0,545) ? :

τ_min = (θ_d – θ_e) / (θ_i – θ_e)

0,545 = (10 – θ_e) / (18°C – θ_e)

θ_e = 0,42°C

Cette température est rencontrée 548 heures par an. Le risque de rencontrer des problèmes est plus élevé que dans les cas précédents.

Le week-end

Durant cette période, la température peut descendre jusqu’à 16°C.

Si la ventilation des locaux est maintenue, aucun problème de condensation ne peut être rencontré.

Par contre, si la ventilation est coupée durant cette période, l’humidité relative intérieure monte très vite. Par l’arrêt de la ventilation, le local est mis en dépression par rapport à la façade soumise au vent. Et vu que les parois ne sont jamais tout à fait étanches, de l’air extérieur y entre. L’humidité relative intérieure sera le résultat d’un mélange partiel entre l’air intérieur et l’air extérieur. Pour faire des hypothèses réalistes, l’enregistrement de valeurs atteintes par l’humidité relative intérieure est indispensable. Cette situation n’a pas été analysée.

Conclusions

Le risque de condensation superficielle pendant une longue durée n’existe pas dans les bureaux possédant un système de conditionnement d’air permettant de maintenir l’humidité relative de l’air à 50 %, même dans la situation critique d’un pont thermique où le facteur de température τ a une valeur de 0,545.

La situation devient critique quand la température de l’air intérieur diminue et que de l’humidité relative intérieure augmente.

À noter que la différence entre 40 et 60 % d’humidité relative ne se sent pas. Cette dernière pourrait être réglée à 40 %, ce qui diminuerait encore le risque de condensation. Néanmoins, il ne faut pas descendre en-dessous !

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Dimensionner une protection solaire fixe

L’indicateur d’occultation

La figure ci-dessous représente l’indicateur d’occultation d’une fenêtre rectangulaire. Les courbes en arche (appelées lignes d’ombres) prenant appui aux deux extrémités de la base de l’indicateur servent à étudier les avancées au-dessus d’une fenêtre et les lignes verticales portées sur l’indicateur de 15° en 15° servent à étudier les avancées verticales. L’indicateur d’occultation est valable quelles que soient les dimensions et l’orientation de la fenêtre.

Profil d’ombre d’un écran horizontal

Pour dessiner le profil d’ombre d’une fenêtre équipée d’un écran horizontal, il faut commencer par déterminer les angles a, b et c. L’angle « a » représente un ombrage de la fenêtre de 100 %, l’angle « b » un ombrage de 50 % et l’angle « c » un ombrage nul. Ensuite, il convient de repérer les trois lignes d’ombre relatives aux angles « a « , « b » et « c » sur l’indicateur d’occultation.

Graphe profil d'ombre d'un écran horizontal - 01.

Profil d’ombre d’un écran vertical

Il existe deux types fondamentaux de pare-soleil vertical : les avancées perpendiculaires à la façade et celles qui lui sont obliques. Premièrement, on détermine les angles « a » et « b ». Ceux-ci correspondent à l’occultation complète de la baie. Ensuite, il faut déterminer les angles « c » et « d » qui représentent une occultation à 50 % et enfin les angles « e » et « f » pour une occultation nulle. On trace alors les lignes verticales relatives aux angles « a », « b « , « c », « d », « e », « f » à partir de la base de l’indicateur d’ombre.

Combinaison d’avancées horizontales et verticales

Pour déterminer le profil d’ombre d’un ensemble pare-soleil comportant des parties horizontales et verticales, il suffit de fusionner les profits des deux types d’avancées.

+ =

Le diagramme solaire

Pour une latitude donnée, le diagramme solaire représente la position du soleil en fonction de l’heure universelle (heure officielle = heure universelle + 1 h, en hiver et = heure universelle + 2 h, en été) et en fonction du mois (le 15 ème jour du mois).

lmpact de la protection

Pour connaître les périodes durant lesquelles la protection sera efficace, le profil d’ombre de celle-ci est comparé au diagramme solaire. Il s’agit de superposer les deux diagrammes qui doivent évidemment être à la même échelle.

L’index du profil d’ombre doit être positionné sur la valeur de l’azimut correspondant à l’orientation de la fenêtre.

Pour les écrans horizontaux, la fenêtre est entièrement à l’ombre aux heures où le soleil est au-dessus de la ligne « a »; elle est à demi-ombragée pour les points se situant sur la ligne « b » et non protégée lorsque le soleil est sous la ligne « c ». De même, pour les écrans verticaux, la fenêtre sera protégée pour les positions du soleil se trouvant au-delà des lignes « a » et « b » et aura une protection partielle respectivement entre les lignes « c » et « e », et « d » et « f ».

Pour une compréhension plus aisée, examinons les exemples suivants.

Exemples.

Une fenêtre orientée au sud-ouest est équipée d’une protection horizontale (a = 60°, b = 43°, c = 10°). Lorsqu’on superpose le diagramme solaire et le profil d’ombre (index sur sud-ouest), on peut constater pour le 15 août, par exemple : la fenêtre est complètement ombrée de 5h à 12h10 (heure universelle), vers 14h la fenêtre est à moitié ombrée, vers 18h30, la protection devient nulle.

Une fenêtre orientée au sud-ouest est protégée par un écran vertical. La superposition au diagramme solaire et du profil d’ombre montre par exemple pour le 15 août : une protection totale de 5h à 11h15, une protection de 50 % à 12h, une protection nulle dès 13h30.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Sous-toiture

Parmi les différentes couches qui constituent la toiture inclinée, la sous-toiture remplit un rôle spécifique important principalement lorsque les combles sont aménagés et lorsque l’isolant lui-même ne remplit pas ce rôle. Mais …

Quel est le rôle de la sous-toiture ?

La sous-toiture remplit différentes fonctions :

> Avant la pose de la couverture, elle protège provisoirement et évacue l’eau de pluie vers l’extérieur du bâtiment.

> Lorsque la couverture est en place, elle recueille l’eau en cas d’infiltration accidentelle et l’évacue vers l’extérieur du bâtiment :

en cas d’envol ou de rupture d’une tuile ou ardoise;
en cas de pluies torrentielles par grand vent;
en cas de chute de neige poudreuse ‘folle’ sous les charges de vent.

> Par temps froid, elle évacue l’eau qui se serait condensée sur la face interne de la couverture suite au sur-refroidissement. En effet, la nuit, par ciel serein, la couverture émet des rayonnements infrarouges vers la voûte céleste. La température de la couverture peut ainsi descendre jusqu’à 10°C plus bas que celle de l’air extérieur. De la condensation ou du givre peut se former sur la face inférieure de la couverture. Lorsque l’eau de condensation s’écoule, elle est recueillie par la sous-toiture et évacuée.

> Elle protège les combles contre les infiltrations d’air et de poussières.

> Elle protège l‘isolation.

> Elle renforce la résistance de la couverture lors d’une tempête.

Pour remplir ces différentes fonctions, il est donc toujours conseillé de doter la toiture d’une sous-toiture, sauf dans des cas particuliers comme un hangar non isolé où la production d’humidité est très importante.

Remarque importante
La sous-toiture ne remplit pas le rôle couverture. Elle ne sert pas à pallier à une mauvaise qualité ou à une mauvaise exécution de la couverture.

Où place-t-on la sous-toiture ?

La sous-toiture se trouve juste sous la couverture de la toiture, lattes et contre-lattes comprises. Elle se trouve au-dessus de l’isolation et de la charpente. La sous-toiture devrait idéalement êre posée directement sur l’isolant, sans espace intercalaire.

Parfois, l’isolant lui-même ou les panneaux isolants préfabriqués autoportants font eux-mêmes office de sous-toiture. Ils permettent de faire l’économie d’une sous-toiture supplémentaire.

Lattes
Contre-lattes
Sous-toiture
Isolant
Charpente
Pare-vapeur
Finition du plafond

Position de la sous-toiture dans un versant isolé.

Quels sont les différents types de sous-toitures ?

Les sous-toitures sont idéalement perméables à la vapeur. Elles se distinguent entre elles par trois caractéristiques principales :

leur capillarité, elles peuvent être capillaires ou non capillaires;
leur raideur, elles peuvent être rigides ou souples;
leur continuité, elles peuvent être continues ou en bandes.

Ainsi existe-t-il :

– des sous-toitures capillaires :

rigides (panneaux de fibres ciment-cellulose, panneaux de fibres de bois);
souples :
- en bandes (papier fort, toiles en fibre de verre ou en matière synthétique);
- continues;

– des sous-toitures non capillaire :

rigides (plaques multicouches perforées de plastique);
souples :
- en bandes (feuilles synthétiques microperforées renforcées);
- continues (feuilles peu perméables à la vapeur avec joints étanches).


Panneaux de fibre ciment-cellulose.	Panneaux de fibre de bois.

Toile de fibres synthétiques.

Plaque multicouche perforée de plastique.

Feuille synthétique microperforée renforcée.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Evolution des besoins thermiques des immeubles suite à l’isolation des parois

Transfert thermique par les parois extérieures

Prenons l’exemple d’un local de bureau de 30 m² sur 3 m de hauteur, soit un volume de 90 m^³.

Supposons qu’il soit entouré d’autres locaux régulés à la même température (bureaux voisins, couloirs, …), si bien que seule la paroi en façade est source d’échanges thermiques.

Cette paroi est constituée de 7,5 m² de vitrage et de 6 m² d’allège.

Il y a 30 ans on aurait placé du simple vitrage (U = 6 W/m²K) et une allège non isolée (U = 1,5 W/m²K). Une ventilation de 1 renouvellement horaire serait assurée, essentiellement par infiltrations non maîtrisables. Il en résulte les puissances suivantes

pertes par paroi : (7,5 x 6 + 6 x 1,5) = 54 [W/K]
pertes par ventilation : (0,34 Wh/m³K x 90 m³) = 31 [W/K]

Soit un total de 85 Watts par degré d’écart entre extérieur et intérieur.

Quelle doit être la température intérieure à considérer ? On peut partir d’une zone neutre de confort entre 21°C (hiver) et 24°C (été), et donc d’une température moyenne intérieure d’hiver de 18°C (moyenne jour/nuit/week-end). On obtient alors le profil d’échange suivant en fonction de la température extérieure :

Supposons à présent que la paroi soit isolée : double vitrage à basse émissivité (U = 1 W/m²K) et allège avec 6 cm de laine minérale (U = 0,24 W/m²K). Il en résulte les puissances suivantes

pertes par paroi : (7,5 x 1,5 + 6 x 0,53) = 14 [W/K]
pertes par ventilation : (0,34 Wh/m³K x 90 m³) = 31 [W/K]

Soit un total de + 40 Watts par degré d’écart entre extérieur et intérieur. La température intérieure moyenne en période de chauffe est réévaluée à 19°C (avec la nouvelle isolation, les nuits et les week-ends seront moins frais entrainant une augmentation de la température moyenne). Le profil d’échange est adapté :

Cette fois, les infiltrations par les châssis sont négligeables et le taux horaire de renouvellement d’air de 1 correspond au débit d’air neuf pulsé mécaniquement dans les locaux de manière volontaire et contrôlée. Ce qui sous-entend que ce débit peut être arrêté la nuit et le WE, soit les 2/3 du temps.

Conclusions

Suite à l’isolation, les besoins de chauffage et de froid sont réduits. L’enveloppe freine davantage le transfert de chaleur quel que soit le sens de passage. Le besoin de refroidissement du local en été est donc, à première vue, diminué par l’isolation de la paroi ! (mais ce n’est qu’un regard partiel puisque l’on ne prend pas ici en compte l’effet des charges internes et solaires).

À noter que les besoins liés à la ventilation représentent les 3/4 des besoins totaux et qu’ils sont contrôlables.

Influence des apports internes

Les apports internes doivent être introduits dans le bilan.

Dans les bureaux non-isolés

Autrefois, on comptait 30 W/m², soit 10 W/m² pour les personnes et 20 W/m² pour l’éclairage. Quelle que soit la température extérieure, c’est un apport fixe de 900 W qui est donné au local.

Cet apport doit être diminué dans la mesure où ils apparaissent chaque jour durant les 10 heures de fonctionnement des bureaux, soit 1/3 du temps de la semaine. Les besoins thermiques sont eux proportionnels à la température moyenne intérieure, maintenue en permanence.

Ainsi, les apports internes représentent une puissance moyenne permanente de 900 x 1/3 = 300 Watts. Ce nouvel apport décale le profil de demande de -3,5 °C.

Le point d’équilibre est atteint pour une température extérieure de 14,5°C : les apports compensent les besoins de chaleur. Les besoins de froid sont augmentés : dès que la température extérieure dépassera les 20,5 °C, une puissance de réfrigération sera nécessaire pour assurer le confort des occupants.

Dans les bureaux actuels isolés avec 14 cm de laine minérale

Pour un bâtiment actuel, les apports internes sont similaires dans un local de bureaux : si 10 W/m² supplémentaires de bureautique sont apparus, la nouvelle performance des systèmes d’éclairage a permis une diminution de 10 W/m².

À noter que dans les anciens bureaux, l’arrivée de la bureautique a entraîné un réel accroissement de la charge.

Le nouveau profil de charge apparaît, avec un point d’équilibre ramené à 11,52 °C :e

19 °C – (300 W/(40 W/K)) ≈ 11,5 °C

Conclusion

La puissance frigorifique maximale n’est pas plus élevée que dans les anciens bâtiments; elle commence cependant plus tôt dans la saison.

Influence des apports solaires

Des apports solaires élevés vont s’ajouter à la charge thermique du local.

Imaginons que le bureau soit situé en façade Ouest.

Comment estimer l’importance des apports solaires en fonction de la température extérieure ?

Un lien partiel existe. On l’évaluera en première approximation par le fait que :

3 kWh d’énergie solaire atteignent, en moyenne, chaque m² de façade Ouest par journée, pour un ciel moyen de juin, soit pour une température extérieure moyenne de 16 °C.

0,36 kWh d’énergie solaire atteignent, en moyenne, chaque m² de façade Ouest durant une journée de décembre, que l’on pourra faire correspondre à T° extérieure de l’ordre de 0° (en fait, par ciel serein l’apport solaire est élevé mais la température est plus faible).

4,8 kWh sont reçus par m2 de façade Ouest, par jour, par ciel serein au mois de juin, et donc pour des températures maximales proches de 30°C.

Pour connaître les apports solaires reçus par le bureau, multiplions ces valeurs par les 7,5 m² de vitrages, affectons ces montants d’un coefficient 0,6 pour tenir compte du facteur solaire du double vitrage et de la présence du châssis, et divisons cette énergie par 24 h pour obtenir une puissance moyenne effective.

Il en résulte un apport de 900 Watts aux températures maximales (30°C), de 560 Watts à 16°C et de 70 Watts à 0°C. Apport qu’il faut additionner à la courbe qui traduit le bilan thermique du local :

Bilan pour les immeubles non isolés

On constate que la température d’équilibre est descendue à 12 °C. Ceci signifie qu’avec 12 °C à l’extérieur, les apports internes et externes suffisent à assurer une température confortable de 21°C à l’intérieur. De plus, au-delà de 15 °C extérieur, en raison des divers apports, la température intérieure dépasse 24 °C et un besoin de rafraîchissement apparaît.

Bilan pour les immeubles isolés

Cette fois, le chauffage s’arrête pour 7°C extérieur et le rafraîchissement est souhaité à partir de 10°C extérieur.

Remarque : cette évaluation est simplifiée puisque le lien entre température extérieure et puissance solaire est évalué grossièrement et de plus, la présence de soleil fait monter la température extérieure des parois, ce qui entraîne une augmentation du transfert thermique au travers de la paroi.

Conclusions sur les conséquences de l’isolation des parois

La comparaison des deux courbes de puissance montre que la puissance de refroidissement souhaité n’a pas été augmentée par l’isolation des parois (elle a même plutôt légèrement diminué aux fortes températures).

Mais le profil de la demande de puissance est très différent : il faut refroidir de plus en plus tôt dans l’année.

L’énergie de refroidissement (produit de la puissance par le temps de la demande) va dès lors augmenter. Pour le visualiser, il faut mettre en regard la courbe des puissances et la courbe de l’évolution des températures en fonction du temps de l’année :

On constate que la température extérieure est située entre 12 et 18°C durant de nombreuses heures de l’année. Autrefois, à ces températures la puissance du local était nulle ou faible. Aujourd’hui, une demande de refroidissement est bel et bien présente à ces températures…

Voici l’évolution de la demande annuelle du local par tranche de températures extérieures :

Attention : dans l’absolu les besoins de chauffage ne baissent pas en deçà de 0 degrés pour devenir nuls vers -15 °C; simplement, le nombre d’heures/an rencontrant ces situations extrêmes étant très réduit, la consommation annuelle (puissance x durée) à ces températures, est réduite. Le même raisonnement explique la tendance au-delà de 18 °C.

La demande énergétique totale est en baisse de 20 % ;L’énergie de refroidissement est donc en hausse après isolation. Mais pas de regrets et pas de marche arrière !

La demande de chauffage s’est effondrée de 75 %.

Comment comprendre que les besoins soient nuls sur une large plage (7 °C à 10 °C ? Le bâtiment est à l’équilibre thermique et la température intérieure oscille dans « la zone neutre » entre 21 et 24 °C.

Cependant, la demande en énergie de refroidissement a dramatiquement progressé de + 95 % ! Dramatiquement, vraiment ? Nous sommes tout de même passés de 1 200 kWh/an à 2 350 kWh/an…

En réalité cette valeur est à nuancer. Rappelez-vous qu’elle exprime l’énergie nécessaire au refroidissement d’un local fermé, peu aéré, sans protections solaires…

Nous pouvons aussi observer que l’augmentation des besoins de refroidissement suite à l’isolation du local a principalement lieu pour des températures extérieures comprises entre 10 °C et 21 °C. À ces températures, l’air frais extérieur pourra-t-être mis à profit pour refroidir l’ambiance gratuitement (les besoins de froids qui concernent des températures supérieures à 21 °C ne représentent que 20 à 30 % des besoins de froids).

Vous l’aurez compris, isoler permet une réduction de la consommation d’énergie de chauffage très importante avec pour revers d’augmenter les besoins de froids. Il faudra donc entreprendre des stratégies adaptées à ce nouveau profil pour en tirer tous ses avantages :

Autrefois, le chauffage constituait le principal poste énergivore, mais à présent, un équilibre est plus souvent atteint et il faut pouvoir faire face à une demande de chaud et une demande de froid lors des températures extrêmes. Par exemple, la simple présence de protections solaires extérieures peut fortement limiter les besoins de refroidissement.
Le diagramme des puissances met en évidence que la demande de froid se fait souvent au moment où la température extérieure est bien inférieure à la température de consigne intérieure, ce qui, théoriquement, permet de mettre en place une technique de free cooling diurne.
Suite à cette évolution des besoins, il y a de plus en plus souvent des besoins de réfrigération dans certains locaux alors que d’autres locaux sont encore en demande de chauffage. Par exemple, dans un immeuble bien isolé comportant deux façades Est-Ouest, il est probable qu’en mi-saison vers 10h00, la façade Est est en demande de refroidissement alors que la façade Ouest demande encore de la chaleur. Le système de climatisation devra pouvoir répondre à cette évolution.
Également, ce que le diagramme ne montre pas, c’est le cycle de température jour/nuit qui permet d’évacuer la chaleur accumulée en journée, par de l’air nocturne plus frais : c’est le free cooling nocturne. Ceci pour autant que le local puisse jouer le rôle de réservoir tampon, et donc qu’il dispose d’une inertie suffisante.
Pour finir, nous pouvons observer sur le schéma ci-dessous que la période de besoin de refroidissement coïncide avec la disponibilité en énergie solaire la plus forte. Ainsi, l’installation de panneaux photovoltaïques pourrait s’avérer être une stratégie judicieuse [notamment dans le cadre d’un objectif QZEN] profitant de la concordance entre la période de disponibilité d’une énergie renouvelable (le photovoltaïque solaire) et la période de besoin de cette énergie pour le refroidissement.

Si cela se vérifie à l’échelle d’une année, il en va de même à l’échelle de la journée.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Light-shelf [composants de l’enveloppe]

Description

Un light shelf est un auvent, dont la surface supérieure est réfléchissante, combiné à un bandeau lumineux, dont le rôle est de permettre la pénétration dans le local, du rayonnement solaire réfléchi sur la partie supérieure du light shelf.

L’objectif d’un light shelf est de rediriger la lumière naturelle vers le plafond, en protégeant l’occupant des pénétrations directes du soleil. Il existe diverses variantes de light shelves : horizontales ou inclinées, droites ou incurvées, situées à l’intérieur et/ou à l’extérieur de la fenêtre.

Les principales propriétés d’un light shelf sont de faire pénétrer la lumière profondément dans la pièce, de réduire les charges de refroidissement en diminuant partiellement les gains solaires, et d’augmenter le confort visuel.

Les light shelves permettent de contrôler la lumière directe du soleil en réduisant l’éblouissement, tout en admettant la lumière du ciel et les rayons solaires réfléchis.

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. En pratique, un light shelf brillant (semi-spéculaire) est sans doute le meilleur choix. Le maintien de la haute réflectivité des light shelves implique bien sûr un nettoyage régulier, qui n’est pas toujours aisé.

À noter qu’un store réfléchissant peut constituer une forme de light shelf, à un coût … plus abordable.

Performance du plafond associé

Le plafond est aussi un élément important influençant les performances des light shelves car il joue le rôle de distributeur de la lumière naturelle qui est redirigée vers l’intérieur par le light shelf. Il est donc important de combiner le light shelf avec un plafond très réfléchissant, de manière à obtenir une bonne efficacité. Les caractéristiques du plafond importantes au niveau de ce processus sont sa finition, liée à son degré de spécularité, sa couleur et sa pente.

Bien qu’un plafond présentant une surface spéculaire réfléchira plus de lumière dans le local, il faut savoir qu’il augmentera aussi les risques d’éblouissement à proximité du light shelf. La couleur du plafond doit être aussi claire que possible pour augmenter la réflexion de la lumière dans l’espace. Enfin, la pente du plafond a beaucoup d’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 un local.

Efficacité lumineuse d’un light-shelf

Les simulations ci-dessous comparent la distribution lumineuse du module de base et celle du même local auquel sont ajoutés un vitrage en partie supérieure et un light shelf de 2 m de long, qui combine un light shelf intérieur (1 m) et un light shelf extérieur (1 m). Notons que le module avec light shelf présente une surface vitrée supplémentaire correspondant à 10 % de la surface du plancher. Ces calculs ont été réalisés pour une ouverture orientée au sud, le 15 juin à 13 huniv. par ciel clair avec soleil. Le light shelf combiné uniformise les niveaux d’éclairement dans la pièce.

Pour pouvoir comparer les apports donné spécifiquement par le light shelf, on peut partir d’un local uniquement équipé d’une bande vitrée en partie supérieure. La première simulation ci-dessous présente le cas d’un local éclairé uniquement par ce vitrage orienté au sud, le 15 juin à 13 huniv..

Les deux graphes suivants donnent les niveaux d’éclairement dans ce local suite à l’ajout d’un light shelf d’un mètre de long, placé respectivement à l’intérieur et à l’extérieur de la pièce.

La dernière simulation montre l’influence d’un light shelf combiné de 2 m de profondeur, centré au niveau du vitrage.

On observe que le light shelf extérieur augmente les niveaux d’éclairement du local tandis que le light shelf intérieur arrête le rayonnement solaire direct qui passe par le clerestory. Le light shelf combiné diminue faiblement l’éclairement en fond de pièce tout en uniformisant la distribution lumineuse de cet espace.

Les systèmes anidoliques

Les systèmes anidoliques sont des light shelves particuliers qui utilisent des réflecteurs spéculaires courbes, conçus pour profiter de la lumière diffuse du ciel. L’éblouissement potentiel provenant du rayonnement solaire direct doit être contrôlé par une protection solaire mobile à l’entrée du système anidolique.

Les deux photos ci-dessous présentent, sous un ciel couvert, les vues extérieures et intérieures de la façade sud du LESO où des réflecteurs anidoliques de 25 mètres de long ont été intégrés.

LESO – Architecte : D. Pagadaniel.

Le plafond anidolique est un système de distribution intensif de la lumière naturelle, adapté au ciel couvert. Il s’agit en fait d’un conduit lumineux intégré dans un plafond suspendu jusqu’au milieu de la pièce.

Les éléments anidoliques sont placés aux deux extrémités du conduit lumineux : à l’extérieur pour collecter la lumière du ciel et à l’intérieur pour contrôler la direction de la lumière émise dans le local. Le problème des conduits lumineux traditionnels pour récolter la lumière du ciel réside dans leur section importante qui nécessite l’ajout d’un volume supplémentaire aux volumes habitables du bâtiment. L’adjonction d’un système anidolique permet de diminuer fortement la section du conduit lumineux par concentration de la lumière. Ce système permet donc d’augmenter le niveau d’éclairement dû à la lumière naturelle dans les espaces profonds, ce qui peut devenir considérable par ciel couvert, tout en occupant l’espace réduit d’un faux plafond.

Ces plafonds anidoliques ne sont toutefois pas encore disponibles sur le marché.

Annexe : les paramètres de simulation

Les simulations présentées ci-dessus proviennent du logiciel SUPERLITE, programme d’éclairage naturel faisant partie du progiciel ADELINE.

Elles sont toutes réalisées à partir d’un module de base de 7,2 m de profondeur, 4,8 m de largeur et 3 m de hauteur, éclairé par une fenêtre latérale de 4,58 m de large et de 1,13 m de haut, centrée horizontalement. Le plan de travail et le rebord inférieur de l’ouverture sont situés à 0,75 m du sol. La fenêtre couvre une aire de 5,2 m², ce qui correspond à 15 % de la superficie du plancher de ce local.

Schéma les paramètres de simulation.

Les simulations tiennent compte d’un double vitrage, dont le coefficient de transmission lumineuse est de 78 %. Cette vitre est placée en retrait de 0,15 m par rapport au plan de la façade. Le module simulé est situé en site parfaitement dégagé, sans élément d’ombrage. Les coefficients de réflexion des parois intérieures valent 15 % pour le sol, 45 % pour les murs et 70 % pour le plafond.

Les données météorologiques utilisées pour les calculs sont celles d’Uccle (Bruxelles) : 50,8° de latitude (nord), – 4,4° de longitude (est) et 100 m d’altitude. Le moment de la journée simulé est toujours précisé en fonction des heures universelles. Chaque fois qu’un paramètre de ce module de base a été modifié dans une simulation, le changement effectué est clairement précisé.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Finitions et protections superficielles de la toiture plate

Les couches de protection assurent plusieurs rôles : protéger des rayonnements UV, améliorer l’aspect, réduire la température superficielle en cas d’ensoleillement.
On distingue

Les protections lourdes peuvent également servir de lestage et permettre la circulation.

Les protections légères

Les protections légères peuvent être de trois types.

Une couche de paillettes d’ardoise

Les paillettes sont uniquement appliquées sur les étanchéités bitumineuses. Elles peuvent être de couleurs différentes. Les couleurs foncées sont les plus courantes. Les paillettes sont directement appliquées sur les membranes en usine.

Protection par paillettes d’ardoise.

Une couche de peinture

La peinture est appliquée sur chantier. Pour éviter tout problème d’incompatibilité, il faut utiliser uniquement des peintures agréées par le fabricant des membranes.

La peinture est la seule protection légère qui peut être appliquée sur les membranes synthétiques qui dans la plupart des cas n’en nécessitent pas.

Protection par peinture.

Une feuille métallique

Certaines membranes en bitume modifié SBS sont revêtues en usine d’une feuille de cuivre ou d’aluminium gaufrée destinée à réfléchir les rayonnements solaires.
Le métal s’oxydant, l’effet réfléchissant disparaît au bout de quelques années.

Protection par feuille métallique.

Les protections lourdes

Les protections lourdes peuvent être de quatre types.

Du gravier

Le gravier peut être roulé ou concassé. Il est appliqué en une couche de 4 à 6 cm d’épaisseur, il a une granulométrie sélective qui peut varier de 16 à 45 mm. Il pèse ± 80 Kg/m² pour une épaisseur de 5 cm. La pente de la toiture ne peut pas être supérieure à 5 %.

Gravier roulé.

Dans les zones critiques, le lestage par gravier peut être insuffisant et doit parfois être complété par la pose de dalles en béton.

Les graviers roulés peuvent être déposés directement sur l’étanchéité.

Dans ce cas le taux de graviers cassés ne doit pas dépasser 15 % et ceux-ci doivent être uniformément répartis dans l’ensemble.

Les graviers concassés sont plus agressifs vis-à-vis des membranes.

Ils ne peuvent être posés que sur des membranes épaisses de type bitume modifié APP ou SBS armées d’un voile polyester. Une couche de protection intermédiaire constituée d’une natte de polyester ou de polypropylène, est conseillée sous le lestage. Cette couche est toujours nécessaire dans le cas d’une toiture inversée.

Des dalles

Les dalles peuvent être posées sur plots, ou sur une chape armée. Les dalles doivent être ingélives.

Dalles sur plots

Les dalles sont en général de grandes dimensions. Elles sont posées aux quatre coins sur des plots constitués de taquets réglables en hauteur ou de plaquettes en superposition.

Dalles sur plots.

L’embase des plots doit être suffisante pour qu’ils ne puissent s’imprimer dans les membranes bitumineuses sous l’effet du fluage par temps chaud.

Plots réglables à grande embase.

L’évacuation de l’eau se fait sous le dallage qui, de ce fait, sèche rapidement après la pluie. La hauteur des plots sera d’au moins 2.5 cm.

Régulièrement, certaines dalles doivent être enlevées pour permettre le nettoyage des boues accumulées sous le pavement. Il est parfois difficile de remettre correctement les dalles en place après démontage.

Les dalles ne doivent pas nécessairement suivre la pente du toit. Elles peuvent être posées horizontalement grâce au réglage possible des plots en hauteur.

Dalles drainantes

On peut également poser sur l’étanchéité (ou sur l’isolant, dans le cas d’une toiture inversée) des dalles drainantes. Il s’agit de dalles de grandes dimensions, largement rainurées en face inférieure. L’eau s’évacue par les rainures.

Dalles drainantes.

L’espace réservé à l’écoulement est plus réduit que dans le cas des dalles sur plots. Il risque de s’obstruer plus rapidement.

Étant donné l’absence de plots, le réglage vertical n’est pas possible. Il faut donc que la planéité de l’assise des dalles soit particulièrement régulière.

La grande dimension de la surface de contact diminue les risques d’écrasement et de fluage du support.

Dalles complexes isolantes

La dalle se compose d’un panneau isolant en mousse rigide de polystyrène extrudé sur lequel est ancrée une couche supérieure en béton renforcé de fibre.

Dalles complexes isolantes.

En fonction de la nature et de l’épaisseur du béton, ces dalles peuvent être circulables aux piétons, ou n’être accessibles que pour l’entretien de la toiture.

Les dalles sont posées librement sur la membrane d’étanchéité, les unes contre les autres. Ils peuvent être munis de rainures et languettes, ou pas.

La toiture ainsi constituée sera du type « toiture inversée » ou « toiture combinée ».

Dalles sur chape

Les dalles sont posées à plein bain de mortier sur une chape armée posée en indépendance de l’étanchéité.

Une couche de désolidarisation est placée entre l’étanchéité et la chape. Elle assure en même temps l’écoulement de l’eau d’infiltration au niveau de l’étanchéité.

Carrelage sur chape armée au-dessus de l’étanchéité.

La chape de pose doit être réalisée à l’aide de mortier ou de microbéton à sécrétions calcaires réduites.

Les dalles sur chape sont plus faciles à entretenir que les dalles sur plots, mais l’accès à la membrane pour une réparation est pratiquement impossible.

Des matériaux coulés en place : béton ou asphalte

Chape en mortier ou en béton coulé

Protection par chape armée.

Ce genre de protection peut se justifier lorsqu’il est nécessaire de protéger les couches sous-jacentes des sollicitations mécaniques importantes.

Cette chape subit des contraintes thermiques très importantes surtout la toiture est isolée et qu’elle ne bénéficie pas de la stabilité thermique du bâtiment. La chape doit donc être fractionnée et doit pouvoir glisser sur l’étanchéité. Les variations dimensionnelles seront résorbées dans des joints souples et étanches. Une feuille de glissement sera interposée entre l’étanchéité et la chape. Ces couches de protection seront découpées en zones de maximum 4 m de côté et assemblées entre elles au moyen de joints continus.

La protection doit être réalisée en microbéton à sécrétions calcaires réduites ou en béton à texture dense et présenter une épaisseur minimale de 50 mm.

Asphalte coulé

L’asphalte coulé est posé sur l’étanchéité en interposant une couche de séparation dont la fonction consiste à permettre l’évacuation des gaz qui se forment entre les membranes bitumineuses et l’asphalte lors de sa mise en place. Ces gaz proviennent du bitume réchauffé par la température de l’asphalte liquide.

Protection en asphalte.

Des joints de fractionnement doivent être prévus lorsque les dimensions de la toiture sont importantes.

Des pavements sur gravillon

Des pavés en béton de petit format sont posés sur une couche de gravier de granulométrie de 5 à 8 mm. La couche de gravier a une épaisseur d’environ 3 cm.

Attention !

Il doit être tenu compte du poids de la protection lourde lors du calcul de la résistance et de la flèche du support.

Le gravier et les dalles en pose libre (drainantes, sur plots, sur gravillon ou complexes isolants) rendent l’entretien, le contrôle et les réparations de l’étanchéité plus difficiles.

Ils permettent également la formation de poussière et la prolifération de végétaux.

Les matériaux coulés en place et les dalles sur chape ne permettent pas un accès à l’étanchéité sans détruire la couche de protection.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Évaluer le support de la toiture plate

Connaître la nature du support

Dans le cas d’un bâtiment existant dont on souhaite améliorer l’isolation thermique, la nature du support influencera nécessairement le choix des techniques de couverture à adopter, principalement en matière d’accrochage et de protection.

Un support relativement isolant, comme le bois et ses dérivés, ou le béton cellulaire, peut contribuer à la valeur globale d’isolation de la toiture. Il faut être attentif à éviter une condensation dans le support en dimensionnant correctement l’isolant et le pare-vapeur.

Les supports lourds sont généralement utilisés pour des toitures de petites portées. Le lestage est proportionnellement moins lourd.

Concevoir

Pour plus d’information sur le choix de la technique de couverture.

Connaître la résistance du support

Lorsque la toiture à améliorer est déjà lestée, on peut estimer que le support est capable de supporter un lestage et donc la récupération de l’ancien lestage ou la pose d’un nouveau sont possibles.

Dans le cas contraire, la pose d’un lestage nécessite de calculer la capacité portante du support.

Concevoir

Pour plus d’information sur le choix de la protection.

Connaître l’état du support

Pente suffisante

Certains supports présentent depuis l’origine, des pentes insuffisantes, voire des contre-pentes. Parfois ces défauts de pente sont apparus suite à un tassement ou a une déformation de l’immeuble.

En se déformant, le support a provoqué des zones de stagnation importantes.

Dans ce cas, il faut s’assurer que l’étanchéité supporte des stagnations.

Flèche anormale ?

Une flèche anormale peut être due

à une surcharge excessive du support,
à un fluage dans le cas d’un support en béton,
à une attaque d’insectes ou de champignons ayant provoqué la rupture de certaines pièces en bois,
à une humidité excessive ayant provoqué une désagrégation des supports agglomérés ou du bois,
au gel des eaux de condensation interne dans les bétons cellulaires ou les hourdis en terre cuite.

Le support en dalles de béton s’est déformé.

Il convient alors de

supprimer la cause du désordre,
assainir le support, voire le remplacer si nécessaire,
corriger les contre-pentes si l’étanchéité ne supporte pas les stagnations.

Traces d’humidité récentes ou anciennes ?

Des traces d’humidité sous la toiture indiquent que des infiltrations se sont produites ou se produisent encore.

Le support a-t-il supporté les infiltrations sans s’affaiblir ?

Il faut :

déterminer la cause exacte de ces traces,
vérifier si cette cause existe encore, auquel cas la supprimer,
vérifier l’état du support par un ou des sondages si nécessaire,
réparer ou remplacer les parties altérées.

Examen visuel de la partie inférieure du support ?

La face supérieure du support est par nature inaccessible sans démontage de l’étanchéité.

Un examen de la face inférieure lorsqu’elle est visible permet de détecter certaines faiblesses du support :

fissuration, corrosion, traces d’attaque par les insectes, champignons, taches d’humidité.

Corrosion d’un support en acier.

La fissuration du béton peut être due :

à une surcharge excessive du support,
au gel de l’eau de condensation interne affaiblissant le support dans sa partie supérieure,
à une corrosion des armatures.

Elle se produit plus couramment avec du béton cellulaire car celui-ci, s’il possède une résistance thermique plus élevée que le béton lourd, a une résistance mécanique plus faible.

Fissuration et déformation des dalles en béton cellulaire.

Les taches d’humidité peuvent provenir d’infiltrations, mais aussi de condensation interne dans l’épaisseur de la toiture mal conçue ou mal réalisée.

Les panneaux en bois aggloméré sont détruits par l’humidité.

Il convient :

de vérifier si cette humidité a provoqué un affaiblissement du support,
de remplacer ou de renforcer les pièces atteintes,
de supprimer les causes d’humidité.

Les insectes attaquent les structures en bois, principalement lorsque celles-ci sont sèches et chaudes, et n’ont pas été traitées correctement.

Une attaque par un capricorne.

Il convient de vérifier l’importance de l’attaque par des sondages, renforcer si nécessaire les pièces fragilisées, traiter à l’aide d’un insecticide curatif et préventif l’ensemble du support en bois.

Améliorer

Pour en savoir plus sur le traitement contre les insectes.

Les champignons attaquent les bois lorsque ceux-ci présentent un certain taux d’humidité. Suivant les conditions ambiantes et le taux d’humidité du bois, les champignons peuvent varier. Les plus dévastateurs sont certainement les mérules qui dans certaines conditions progressent très rapidement et s’étendent sur de grandes superficies, et de longues distances, même le long et au travers des maçonneries.

Une attaque par la mérule.

L’avis d’un spécialiste est indispensable pour déterminer la nature exacte du champignon. Pour un particulier c’est impossible. Ce n’est d’ailleurs pas nécessaire, car le mode d’attaque, d’une part, et surtout le traitement préconisé, sont les mêmes dans tous les cas.

Améliorer

Pour en savoir plus sur le traitement contre les champignons.

Il ne suffit pas de supprimer la cause d’humidité pour que le champignon meure. En s’étendant, il peut avoir trouvé de nouvelles sources d’eau et continuer à se développer. Même s’il ne croît plus, faute d’eau ou de matières ligneuses, il reste en vie et n’attend que de nouvelles conditions favorables pour reprendre sa progression.

Son traitement nécessite généralement des travaux importants, dont le remplacement de toutes les parties atteintes avec une importante zone périphérique de sécurité, le traitement curatif et préventif de toutes les boiseries conservées, le traitement curatif et préventif des maçonneries atteintes.

Ces traitements et travaux réalisés par des firmes spécialisées sont garantis par attestation de traitement.
La présence d’une mérule dans un bâtiment peut avoir des implications juridiques notamment vis-à-vis des voisins.

ON PEUT ÊTRE DÉCLARÉ RESPONSABLE DES DÉGÂTS CAUSÉS PAR UNE ATTAQUE DE MÉRULE CHEZ LE VOISIN !

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Traiter les bois attaqués par les insectes

Travaux à réaliser

Préparation

Le bois doit d’abord être dégagé pour le rendre accessible et contrôlable.

Tous les bois sont ensuite contrôlés.

Les galeries d’insectes sont dégagées en éliminant la couche superficielle du bois et la vermoulure.

Le bois est finalement dépoussiéré à l’aide d’un aspirateur.

Ces travaux de préparation ont pour buts :

de pouvoir évaluer la résistance mécanique des diverses pièces et décider de les remplacer si nécessaire,
d’éliminer les parties attaquées jusqu’à mettre à nu le bois encore sain,
de préparer le bois à recevoir le produit de traitement.

Traitement en profondeur

Le bois doit être traité en profondeur lorsque l’on constate une attaque de capricorne dans les poutres, les assemblages ou les pièces encastrées, ou une attaque importante de vrillette dans les assemblages ou les pièces encastrées.

En règle générale toutes les pièces de section supérieure à 64 cm², ayant subi une attaque par les insectes doit être traitée en profondeur.

Le traitement en profondeur se fait en forant des trous verticaux de 6 à 20 cm de profondeur, d’un diamètre de 9 à 16 mm, espacés de 25 à 30 cm.

On veille lors des forages à affaiblir le moins possible les pièces et on vérifie si leur stabilité reste assurée.

Après avoir éliminé les débris de bois, on effectue un nettoyage approfondi des pièces à traiter.

Ensuite, les trous de forage sont remplis à trois reprises avec le produit curatif, injecté au moyen d’un système approprié jusqu’à saturation.

Finalement, les trous de forage sont bouchés à l’aide de chevilles traitées.

Traitement de surface

La surface est aspergée avec le plus grand soin sur toutes les faces à l’aide de moyens mécaniques appropriés de façon à éviter la formation de brouillard.

La quantité minimale de produit à utiliser doit être de 300 ml au m² de surface de bois développée.

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.

Bois de remplacement

Tous les bois de remplacement seront traités dans une station agréée, travaillant sous contrôle permanent du 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.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Bitumes

Les bitumes sont utilisés pour la fabrication des membranes d’étanchéité et pour le collage à chaud des différentes couches qui constituent une toiture plate : pare-vapeur, isolant, membrane d’étanchéité.

Ils entrent également dans la composition de l’asphalte.

Le bitume est un mélange visqueux noir ou brun foncé, d’hydrocarbures obtenu par distillation du pétrole.
On distingue

Les bitumes natifs

Comme leur nom l’indique, ces bitumes se trouvent à l’état naturel dans les couches géologiques.

Les bitumes de pénétration

Aussi appelés bitumes de distillation directe, ils sont obtenus industriellement par distillation de pétroles bruts après extractions des fractions plus légères comme l’essence, le mazout, les huiles.

Les bitumes oxydés

Aussi appelés bitumes soufflés, ils sont obtenus à partir de bitumes de pénétration, par adjonction d’huiles et insufflage d’air à haute pression.
Ils entrent dans la fabrication de membranes pouvant servir de sous-couche aux membranes bitumineuses d’étanchéité, et servent au collage à chaud.
Les différents types de bitumes oxydés sont identifiés par deux nombres :

Leur température moyenne de amollissement (en °C) testé selon la méthode « Ring and Ball ».

La profondeur de pénétration (en 1/10 mm) d’une aiguille dans les conditions de ce test.

On trouvera ainsi des bitumes 85/25, 95/25, 95/35, 100/15, 100/25, 105/35, 110/30, 115/15.

Les types les plus utilisés sont le 85/25 et le 110/30.

Pour fixer a membrane, on préférera le 110/30 qui se ramollit moins au soleil, et évite à la membrane de glisser.

Pour fixer l’isolant du 85/25 convient étant donné que le bitume est protégé de la chaleur par l’isolant.

Dans le cas du verre cellulaire, les fabricants d’isolant préconisent l’emploi du 100/25 qui reflue très aisément dans les joints, et se fige plus rapidement de sorte que les plaques d’isolant n’ont pas tendance à flotter dans le bitume.

Les bitumes modifiés

Ils sont également appelés bitume polymère.

Afin d’améliorer le comportement des bitumes à basse et haute température, et d’en augmenter la longévité, des polymères ont été additionnés aux bitumes soufflés.

Les bitumes modifiés qui entrent dans la composition des membranes d’étanchéité sont de deux types :

Les bitumes APP obtenus par adjonction de +/- 30 % de polypropylène atactique, qui ont des propriétés plastiques.

Les bitumes SBS obtenus par adjonction de +/- 12 % de caoutchouc styrène-butadiène-styrène qui ont des propriétés élastiques.

D’autres polymères font actuellement leur apparition dans la composition des bitumes améliorés.

Les bitumes modifiés pourraient également être utilisés comme produit de collage, mais leur coût est supérieur à celui du bitume oxydé dont les qualités sont suffisantes.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Isolation par l’intérieur

Dans le cadre de la recherche ISOLIN financée par le département Énergie et Bâtiment durable du Service Public de Wallonie, un guide sur l’isolation thermique par l’intérieur des murs existants en briques pleines a été réalisé par la cellule de recherche Architecture et Climat. La présentation des différents systèmes d’isolation par l’intérieur est issue de ce guide.

Les systèmes à structure

Ce système permet de rattraper les défauts de planéité du mur. Un isolant souple est posé dans une ossature bois ou métallique fixée au mur et formant des caissons. Un isolant en vrac peut également être insufflé dans l’ossature. Les éléments de structure diminuent le pouvoir isolant du complexe.
Pour limiter cet effet, une plaque d’isolant rigide peut être posée sur les structures avant le pare-vapeur éventuel et la finition.

Matériaux

Les matériaux utilisés le plus couramment sont les rouleaux de laine minérale (MW) ou végétale, ou les isolants projetés comme la cellulose (CEL). Pour ce système, les fabricants proposent souvent des profilés métalliques à la place des lattes en bois.

Mise en œuvre

La mise en œuvre doit être soignée. Il faut veiller à ce que les interruptions de l’isolant au droit de la structure soient limitées. La membrane pour réguler la vapeur doit être parfaitement continue.

Mur existant.
Ossature.
Isolant thermique souple ou en vrac.
Pare- ou freine-vapeur.
Finition intérieure.

Remarque : Pour l’ensemble des systèmes d’isolation par l’intérieur, il est toujours préférable de prévoir une contre-cloison technique du côté intérieur (de 2 à 10 cm). Celle-ci est réalisée après la pose de l’isolant et de la membrane pour réguler la vapeur (et l’air) et permet de distribuer les câbles, tuyaux ou gaines (électricité, chauffage…) sans percer la membrane. La contre-cloison technique peut éventuellement être remplie d’isolant (si l’épaisseur reste faible par rapport à l’épaisseur d’isolation totale). Elle peut également être remplie d’un matériau à forte inertie thermique (éléments de terre crue par exemple).

Les panneaux isolants collés

Ce système est généralement le plus simple à mettre en œuvre, mais la surface intérieure du mur doit être relativement plane : les défauts de planéité ne peuvent pas dépasser 15 mm sur une règle de 2 m.

Matériaux

On rencontre souvent le polystyrène expansé (EPS) ou extrudé (XPS), le polyuréthane (PUR) ou les panneaux en fibres de bois. Des panneaux sandwich avec isolant, membrane et finition sont proposés sur le marché (la continuité entre les éléments doit alors être soignée). Des blocs ou des panneaux isolants en silicate de calcium collés entre eux et au support peuvent aussi être utilisés.

Mise en œuvre

La mise en œuvre doit être très soignée de façon à ce que les différents panneaux soient parfaitement jointifs et que les liaisons avec les autres parois soient aussi correctement réalisées. Les panneaux isolants peuvent être recouverts de plaques de finition ou d’un enduit (lequel peut être renforcé d’une trame).

Mur existant.
Isolation rigide collée.
Pare- ou freine-vapeur.
Panneaux de finition.

Remarque : une variante consiste à placer un lattage (profilés bois ou métalliques) contre la surface du mur existant pour récupérer une bonne planéité afin de pouvoir poser les panneaux isolants correctement. Dans ce cas, il est recommandé de bourrer l’espace entre les lattes d’un isolant légèrement compressible afin d’éviter les courants de convection et de maximiser la performance thermique du mur.

L’isolation projetée

Certains isolants peuvent être directement projetés sur le mur existant en brique. Les irrégularités du mur ne posent alors plus de problèmes.

Matériaux

L’isolant utilisé le plus couramment est la mousse de polyuréthane (PUR) projetée recouverte d’un enduit (qui rend les panneaux jointifs). Ces propriétés sont alors proches du cas des panneaux de XPS simulés dans l’outil ISOLIN. D’autres options existent : les mélanges chaux-chanvre (LHM), les enduits isolants à base de billes de polystyrène expansé (EPS) ou de vermiculite…

Mise en œuvre

La mousse de polyuréthane est projetée par couches successives, jusqu’à l’épaisseur souhaitée et sèche en quelques minutes. La mise en œuvre des mélanges chaux-chanvre est plus délicate et plus longue et demande des temps de séchage beaucoup plus importants. Selon leur dosage en liant (à base de chaux aérienne), les mélanges chaux-chanvre peuvent être soit projetés directement sur le support (manuellement ou mécaniquement), soit coffrés contre le support le temps de la mise en œuvre. La finition est généralement réalisée à l’aide d’un enduit à la chaux dont il faut assurer la parfaite continuité.

Mur existant.
Isolant projeté.
Finition intérieure.

Le système avec contre-cloison maçonnée

Ce système permet de rajouter un matériau lourd devant l’isolant et donc de récupérer au moins une partie de l’inertie thermique perdue. Cette solution est toutefois rarement envisageable étant donné la perte d’espace qu’elle engendre. Le poids de la contre-cloison peut également poser un problème.
Une paroi auto-stable est réalisée à l’intérieur, parallèlement et à une certaine distance du mur. Les matériaux les plus utilisés sont les briques de terre cuite (ou de terre crue), les carreaux de plâtre, les blocs de béton… L’isolant est incorporé entre la contre-cloison et le mur. Il peut être en vrac, ou en panneaux.

Matériaux

Au niveau des panneaux isolants, il peut s’agir de polystyrène expansé (EPS), de laine minérale semi-rigide (MW) ou de polyuréthane expansé (PUR).
Les panneaux présentent l’inconvénient de moins facilement remplir tout l’espace entre le mur et la contre-cloison. Les isolants en vrac sont a priori plus intéressants pour cette technique : perlite, vermiculite, liège… Étant donné l’absence de véritable régulateur de vapeur du côté intérieur, il faut éviter les isolants putrescibles si le mur existant est humide ou s’il risque de le devenir.

Mise en œuvre

L’isolant est placé au fur et à mesure que la cloison monte. La mise en œuvre doit être soignée afin de remplir complètement d’isolant l’espace entre le mur et la contre-cloison et d’éviter tout tassement. Lorsqu’on utilise un isolant en vrac pour la première partie du mur, des panneaux isolants peuvent être utilisés avant la pose des derniers rangs de briques pour faciliter la réalisation de la partie haute du mur.

Mur existant.
Isolant souple ou en vrac.
Paroi auto-stable.

Risque de ponts thermiques et de condensation de surface

Le fait même d’apporter une isolation sur la face intérieure des murs de façades va créer des ponts thermiques. Outre des déperditions thermiques, ces ponts thermiques peuvent provoquer de la condensation superficielle ou/et des moisissures.

Certains ponts thermiques sont très difficiles à éviter

Liaison avec un mur intérieur (coupe horizontale).

Fondation (coupe verticale).

Appui de plancher (coupe verticale).

Cas des planchers en bois

Dans les vieilles maisons à planchers à solives, après isolation par l’intérieur, les têtes de solives sont soumises à des températures plus basses qu’avant. De plus, 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 solives et possibilité de pourrissement de ces dernières.

Encastrement des planchers en bois.

D’autres peuvent être évités


Mauvais !	Bon !
Linteau (coupes verticales).


Mauvais !	Bon !
Seuil de fenêtre (coupes verticales).

Bon !

Retour de fenêtre (coupe horizontale).

Risque de condensation interne par diffusion de vapeur

Le risque de condensation interne est grand lorsqu’une isolation (perméable à la vapeur) est posée du côté intérieur sans pare-vapeur ou avec un pare-vapeur mal posé.

Explication

Pv : pression de vapeur.
En hiver, la pression de vapeur d’eau de l’air chaud à l’intérieur d’un bâtiment est toujours supérieure à celle de l’air extérieur.
En effet, l’usage d’un bâtiment (occupants, cuisine, bains, plantes, etc.) augmente la quantité de vapeur d’eau contenue dans l’air dont la capacité à contenir de la vapeur d’eau croît en fonction de la température.

Pv : pression de vapeur.
Tout comme la chaleur qui se déplace des zones à température élevée vers les zones à température plus basse, la vapeur d’eau diffuse des zones à forte concentration en vapeur d’eau vers les zones à faible concentration en vapeur d’eau : on parle de diffusion de vapeur. La diffusion crée un flux de vapeur à travers la paroi, de l’intérieur, vers l’extérieur.

Pv : pression de vapeur.
La chute de pression dans chacune des différentes couches de matériaux est d’autant plus grande que la résistance à la diffusion de vapeur (μ d) des couches de matériaux est élevée; en régime stationnaire, elle est en fait directement proportionnelle à cette résistance à la diffusion de vapeur.

T : température.
D’autre part, la baisse de température dans les différentes couches de matériaux est d’autant plus grande que la résistance thermique (R) des matériaux est importante.

Pvs : pression de vapeur de saturation.
De plus, à chaque température régnant à l’intérieur d’un matériau correspond une pression de vapeur de saturation.

Pv : pression de vapeur.
Pvs : pression de vapeur de saturation.
La condensation interne, se produit si à un endroit d’une couche, la pression de vapeur réelle devient égale à la pression de saturation correspondant à la température régnant à cet endroit.
Il y a moins de risque de condensation interne lorsque, de l’intérieur vers l’extérieur, les matériaux sont de plus en plus perméables à la vapeur d’eau.
Par contre, le risque de condensation interne est grand lorsque l’isolation par l’intérieur est réalisée avec un matériau isolant perméable à la vapeur (c’est à dire, peu résistant à la diffusion de vapeur) (laine minérale par exemple) sans pare-vapeur du côté intérieur (ou avec un pare-vapeur posé de manière discontinue). En effet, de l’intérieur vers l’extérieur, la chute de température (et avec elle, la chute de la pression de saturation) est grande dans l’isolant alors que la pression de vapeur est restée importante. Cette dernière va, à un moment donné, dépasser la pression de saturation : il y a condensation interne.
Remarque.
Le risque de condensation à l’interface isolant-mur plein est d’autant plus grand que :

Le climat intérieur est chaud et humide.
La résistance à la diffusion de vapeur (μ d) du mur extérieur par rapport à l’isolant, est élevée (béton lourd, par exemple).
La résistance à la diffusion de vapeur (μ d) de la finition intérieure et de celle de la couche isolante sont faibles.
La pose du pare-vapeur et/ou de l’isolant est mal soignée.

Réalisation correcte

Réalisation correcte d’une isolation par l’intérieur avec isolant perméable à la vapeur.

Pv : pression de vapeur
Pvs : pression de vapeur de saturation
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 circuler entre isolant et maçonnerie.
Par contre 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 ».

Risque de condensation interne par transport de vapeur par convection

En période froide, l’air intérieur chaud et humide qui passerait derrière l’isolant, à cause d’une discontinuité dans celui-ci, rencontrerait une surface froide et condenserait.

A gauche, l’air chaud et humide passe
sous la plinthe et sous l’isolant discontinu.

Des discontinuités dans l’isolant peuvent exister dès le placement de celui-ci ou apparaître par son percement ultérieur (placement d’une prise, suspension d’un objet, etc.).
Remarque.
La condensation interne liée au transport de vapeur par convection est bien plus fréquente que celle due à la diffusion de vapeur. Les quantités de condensat sont également plus importantes. Toutefois, il n’existe pas de méthode de calcul pratique pour évaluer ce problème.

Risque de condensation en été

Lorsque la maçonnerie d’un mur de façade isolé par l’intérieur, est susceptible d’être humide dans la masse (infiltration d’eau de pluie, humidité ascensionnelle ou même humidité de construction), il y a, en été, un risque de condensation interne contre le pare-vapeur.
En effet, dans ce cas, en période d’été, la vapeur d’eau d’eau provoquée par le séchage de la maçonnerie peut diffuser partiellement vers l’intérieur du bâtiment et donner lieu à la formation de condensation à l’interface isolant/pare-vapeur. Cette condensation provient du fait que, suite à la position de l’isolant, la finition intérieure du mur atteint des températures sensiblement inférieures à celles de la maçonnerie.

Pv : pression de vapeur
Pvs : pression de vapeur de saturation

Condensation interne en été.

Risque de dégradation de la maçonnerie

Lorsqu’un mur de façade est isolé, la chute de température entre l’intérieur et l’extérieur se produit principalement dans l’épaisseur de l’isolant.

Evolution de la température dans un mur plein.
(Remarque : on a négligé les résistances thermiques d’échange : 1/he et 1/hi).

Evolution de la température dans un mur plein isolé du côté intérieur.
(Remarque on a négligé les résistances thermiques d’échange : 1/he et 1/HI).

Dès lors, lorsqu’on place un isolant du côté intérieur d’un mur plein, le mur est plus froid en hiver et plus chaud en été que le même mur sans isolant intérieur. Le mur isolé par l’intérieur subit donc des variations de température plus grandes et plus fréquentes.
Il ressort d’études sur l’évolution de la température au sein des murs de façade que les écarts de température été-hiver dans les maçonneries situées du côté extérieur par rapport à l’isolant thermique sont de l’ordre de 30 à 36 K, qu’il s’agisse d’une maçonnerie de parement ou d’un mur monolithique isolé par l’intérieur.
Par ailleurs, le rapport Scheuren in woningen du Stichting Bouwresearch montre que, selon la nature de la maçonnerie, la fissuration peut déjà se produire pour des écarts de température compris entre 17 et 35 K.
De plus aux tensions dues aux variations de température, il convient d’ajouter celles résultant des alternances d’humidification et de séchage des maçonneries.
Les déformations mécaniques (retraits/dilatations) liées à ces variations peuvent engendrer des ruptures locales dans la surface du mur, entraînant l’apparition de fissures. Ces fissures n’ont parfois que des conséquences esthétiques, mais peuvent aussi porter atteinte à la stabilité du mur ou favoriser la pénétration en profondeur de l’humidité.

Toutefois, le risque de fissuration est fonction des paramètres suivants :

la dimension de la façade,
le niveau d’exposition,
les caractéristiques mécaniques des matériaux constituant la maçonnerie,
la stabilité dimensionnelle de la maçonnerie (coefficient de dilatation, retrait hydraulique, etc.),
teinte du parement.

En outre, 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 des matériaux par le gel.

Réduction du potentiel de séchage et dégâts dus au gel

Le potentiel de séchage d’un mur est généralement réduit lors de l’application d’un système d’isolation par l’intérieur. Les figures ci-dessous illustrent cette notion : l’exposition du mur aux intempéries reste inchangée, mais d’une part la maçonnerie après isolation est globalement plus froide (évaporation en surface réduite) et d’autre part, son séchage vers l’intérieur est parfois empêché par l’utilisation d’une membrane pour réguler la vapeur.

Humidification du mur due à la réduction du potentiel de séchage causée par l’application d’une isolation par l’intérieur et d’un pare-vapeur.

Le fait que le mur soit globalement plus froid et plus humide (le « front d´humidité » pénètre plus profondément dans le mur) peut provoquer des désordres liés au gel sur la face extérieure. En effet, la formation de gel provoque une dilatation de l’eau dans les pores de la brique qui peut conduire à une forte dégradation mécanique de celle-ci.

Ces désordres dépendent de trois conditions :

la sensibilité au gel de la brique ;
la teneur en eau atteinte dans la brique :
la température atteinte dans la brique (le gel n’apparait que si celle-ci descend sous 0°C).

Exemple de briques gélives soumises au gel.

Photo : A. Holm in Isolation thermique par l’intérieur des murs existants en briques pleines – SPW 2011.

Source : 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.

Diminution de l’inertie thermique et risque de surchauffes en été

La présence d’un isolant du côté intérieur du mur de façade diminue l’inertie thermique du bâtiment : le mur de façade isolé par l’intérieur ne peut plus accumuler puis restituer la chaleur (ou la fraîcheur) intérieure. Le local est rapidement chauffé, mais se refroidit tout aussi vite. En été il y a risque de surchauffe.
Cependant, les bâtiments avec des parois internes lourdes et épaisses (murs intérieurs, planchers), peuvent conserver une inertie thermique globale suffisante malgré la perte de l’inertie thermique des murs de façade.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Isolants synthétiques

Les mousses synthétiques

La mousse de polyuréthanne (PUR)

Il s’agit de panneaux à base de mousse expansée de polyuréthanne.

Le polyuréthanne se caractérise par un pouvoir isolant élevé. Il résiste cependant mal à la chaleur, au feu et au rayonnement ultra-violet.

Les panneaux de polyuréthanne destinés aux toitures plates auront une densité volumique (ρ) au moins égale à 30 kg/m³. Ces panneaux sont surfacés d’un revêtement synthétique ou d’un voile de verre bitumé sur les deux faces, destinés à faciliter les liaisons avec les couches inférieures et supérieures.

La mousse de polyisocyanurate (PIR)

Il s’agit de panneaux à base de mousse expansée de polyisocyanurate.

Le polyisocyanurate se caractérise par un meilleur comportement au feu que le polyuréthane mais ses propriétés mécaniques sont plus faibles.

Les panneaux de polyisocyanurate destinés aux toitures plates sont surfacés d’un revêtement synthétique ou d’un voile de verre bitumé sur les deux faces, destinés à faciliter les liaisons avec les couches inférieures et supérieures.

La mousse de polystyrène expansé (EPS et EPS-SE)

Il s’agit de panneaux à base de mousse expansée de polystyrène.

Le polystyrène expansé se caractérise par un retrait de naissance important. Il ne peut être exposé longtemps à une température supérieure à 70°C. Il résiste mal au feu. Il existe cependant des panneaux dont le comportement au feu est meilleur (qualité SE).

Les panneaux en polystyrène expansé destinés aux toitures plates sont recouverts sur les deux faces d’un voile de verre bitumé avec recouvrement au droit des joints.

La mousse de polystyrène extrudé (XPS)

Il s’agit de panneaux à base de mousse extrudée de polystyrène.

Le polystyrène extrudé se caractérise par une structure cellulaire fermée et une surface d’extrusion qui empêchent l’absorption d’humidité. Son coefficient de dilatation thermique est très élevé. Il résiste mal au feu et à une exposition prolongée à une température supérieure à 75°C.

La mousse phénolique (PF)

Il s’agit de panneaux à base de mousse résolique à structure cellulaire fermée.

La mousse phénolique se caractérise par un bon comportement au feu et un pouvoir isolant très élevé.

Autres caractéristiques des mousses synthétiques

Les mousses synthétiques sont étanches à l’eau, faiblement perméables à la vapeur d’eau et très faiblement perméable à l’air.

Les isolants sous vide

Faisant partie de la toute nouvelle génération d’isolant, les isolants sous vide séduisent notamment par leurs performances thermiques impressionnantes, mais aussi par leur faible épaisseur.

Qu’est-ce qu’un isolant sous vide ?

Matériau très récent dans les pratiques de l’isolation en construction neuve ou en rénovation, l’isolant sous vide est également connu sous le nom de PIV (Panneau Isolant sous Vide).

Un isolant sous vide est généralement constitué d’une nano-poudre de silice emballée dans un film étanche et mis sous vide. Il faut préciser que ce type d’isolant est conçu pour être utilisé sur une surface plane. Selon les fabricants, ce type d’isolant est particulièrement recommandé pour l’isolation du sol, des toitures plates, ainsi que les terrasses et balcons.

Les avantages de l’isolant sous vide

Sa faible conductivité thermique

La première caractéristique que l’on connaît et qui distingue l’isolant sous vide des autres types d’isolants c’est bien sa performance en terme d’isolation grâce à sa faible conductivité thermique dont la valeur se trouve entre 0,0052 et 0,0070 W/m.K. Si on compare avec les isolants plus traditionnels comme la laine minérale (entre 0,031 et 0,045 W/m.K) ou le Polyuréthane (entre 0,022 et 0,028 W/m.K), l’isolant sous vide a une conductivité thermique 6 fois plus basse que la laine de roche et 4 fois plus basse que le Polyuréthane.

Sa faible épaisseur

Les isolants sous vide permettent également de gagner de l’espace par rapport aux isolants classiques. Comme sa conductivité thermique est faible, il suffit d’une faible épaisseur pour que l’isolation réponde aux exigences actuelles en matière de performance thermique.

Les inconvénients de l’isolation sous vide

Les isolants sous vide sont des matériaux très récents sur le marché. Il ne suffit pas juste de les adopter, il faut aussi savoir les poser et les utiliser pour qu’ils puissent être le plus efficaces possible.

Sa fragilité

Les panneaux d’isolants sous vide sont non seulement des matériaux récents, mais leur usage est encore en quelque sorte en phase expérimentale. L’installation de ce type d’isolant est actuellement plus complexe qu’une pose d’un isolant classique. La raison est sa fragilité qui requiert d’être particulièrement prudent lors de la pose. Cet isolant ne peut être troué, percé ou découpé, contrairement aux autres isolants rigides comme le polyuréthane ou le polystyrène expansé ou extrudé.

Son coût

Ces matériaux sont encore produits en petite quantité par rapport aux isolants classiques. Qui plus est, la conception du panneau d’isolant sous vide est assez technique. Dès lors, le coût de tels matériaux s’avère actuellement être très élevé.

Les isolants minces réfléchissants

Présents sur le marché belge depuis plusieurs années, les produits minces réfléchissants sont sujets à controverse. Certains fabricants annoncent des performances thermiques équivalentes à celles d’isolants traditionnels d’épaisseur élevée, qui seraient atteintes grâce à l’effet réfléchissant des couches superficielles, voire même parfois internes au produit mince. Les performances réelles sont-elles celles annoncées ? Nous reprenons in extenso, le rapport du CSTC qui a fait le point sur la question.

1. Description et principe

Un produit mince réfléchissant (PMR), également dénommé isolant mince réfléchissant, thermoréflecteur ou multiréflecteur, est constitué, dans sa partie centrale, d’une mince couche de matériau (mousse plastique, film de polyéthylène emprisonnant des bulles d’air ou une matière fibreuse) recouverte sur une ou deux faces de feuilles réfléchissantes (feuilles d’aluminium ou films aluminisés). Certains produits sont de types multicouches, les couches précitées étant séparées par des feuilles réfléchissantes intermédiaires. L’épaisseur totale est généralement comprise entre 5 et 30 mm.

Vu son épaisseur, un PMR possède une résistance thermique intrinsèque faible. Pour pouvoir bénéficier de l’effet réfléchissant (basse émissivité) des couches superficielles, le produit doit être placé en vis-à-vis d’une, ou mieux, de deux lames d’air non ventilées. La basse émissivité des couches superficielles a pour effet de réduire le transfert de chaleur par rayonnement thermique et d’augmenter ainsi la résistance thermique de la ou des lames d’air; pour être efficaces, ces dernières ne peuvent toutefois pas être ventilées.

Les PMR sont principalement utilisés en rénovation pour l’isolation thermique des toitures, des planchers et plafonds, des murs, des portes de garage, etc.

2. L’étude menée au CSTC

Soucieux d’apporter une réponse scientifique aux demandes répétées du secteur, le CSTC, en collaboration avec la Région wallonne, le SPF « Économie », les universités de Liège et de Louvain-La-Neuve ainsi que certains fabricants de PMR, a engagé une campagne de mesures – récemment achevée – sur plusieurs produits minces réfléchissants ainsi que sur un isolant traditionnel témoin afin de déterminer leurs performances thermiques en période hivernale.

La méthodologie suivie, établie sur la confrontation d’essais réalisés en laboratoire, mais aussi dans des conditions extérieures réelles, a porté sur des produits scrupuleusement mis en œuvre dans l’état de leur fourniture, c’est-à-dire dans des conditions optimales (pas d’essai de vieillissement envisagé).

La valeur mesurée de la résistance thermique intrinsèque d’un PMR varie, selon les produits, de 0,2 à 0,6 m²K/W, celle de l’émissivité des couches superficielles de 0,05 à 0,20.

Posés de façon optimale, entre deux lames d’air non ventilé de 2 cm d’épaisseur, les produits présentent, suivant leur type et le sens du flux thermique les traversant, une résistance thermique totale (résistance thermique intrinsèque du PMR et résistance thermique des deux lames d’air) mesurée entre 1,0 et 1,7 m²K/W. Le tableau 1 illustre les résultats d’un essai consistant à mesurer simultanément, en conditions extérieures réelles, les performances thermiques de différents composants, à savoir :

composant n° 1 : PMR 1 associé à deux lames d’air non ventilées de 2 cm d’épaisseur.
Composant n° 2 : PMR 2 associé à deux lames d’air non ventilées de 2 cm d’épaisseur.
Composant n° 3 : PMR 1 associé à deux lames d’air non ventilées de 1 cm d’épaisseur.
Composant n° 4 : isolant traditionnel en laine minérale de 10 cm d’épaisseur.
Composant n° 5 : isolant traditionnel en laine minérale de 20 cm d’épaisseur.

COMPOSANT		N°1	N°2	N°3	N°4	N°5
Résistance thermique [m²K/W]	Valeur mesurée	1,72	1,73	1,43	3,12	6,34
Résistance thermique [m²K/W]	Valeur calculée	1,63	1,49	1,29	3,11	6,21
Tableau 1 : Résistance thermique mesurée en conditions extérieures réelles et calculée selon la norme NBN EN ISO 6946.

Les performances thermiques obtenues sont sensiblement moins optimistes que celles avancées par certains fabricants. Même posés de façon optimale, les PMR associés à deux lames d’air non ventilées de 2 cm d’épaisseur peuvent prétendre, tout au plus, égaler une isolation en laine minérale de 4 à 6 cm d’épaisseur. En présence d’une seule lame d’air non ventilée ou d’une lame d’air d’épaisseur inférieure à 2 cm, les performances sont encore réduites.

Les valeurs mesurées de la résistance thermique ont été comparées à des valeurs déterminées selon la méthode de calcul de la résistance thermique des composants du bâtiment proposée dans la norme belge NBN EN ISO 6946 (qui sera intégrée à la nouvelle version de la norme NBN B 62-002 en préparation). Le cas d’une lame d’air délimitée par une surface réfléchissante (à basse émissivité) y est traité. L’écart moyen entre les valeurs de résistance thermique calculées selon la norme et les valeurs mesurées au cours de cette étude, de l’ordre de 0,1 m²K/W, est inférieur à 6 %, les intervalles de fiabilité de la mesure et du calcul se chevauchant.

Le rapport complet de cette étude sera prochainement disponible sur le site Internet du CSTC.

3. Mise en œuvre

Quoique nous n’ayons pas pu vérifier les performances des PMR dans des réalisations pratiques autres que celles retenues lors des essais, nous avons essayé d’examiner les répercussions que l’intégration de ces produits pourrait avoir sur le comportement des parois et ce, à la lumière des résultats de la recherche et de nos connaissances dans le domaine de l’hygrothermie. Dans cet article, seule l’application du PMR en toiture sera développée.

3.1 Règlements thermiques régionaux

Dans les différentes Régions du pays, les valeurs U (coefficients de transmission thermique calculés sur la base de la norme NBN B 62-002) des parois (ou parties de paroi) nouvellement construites ou rénovées appartenant à la surface de déperdition calorifique du bâtiment ne peuvent dépasser certaines valeurs limites.

Pour les toitures, par exemple, la valeur Umax à considérer est de 0,4 W/m²K en Région wallonne et bruxelloise (et prochainement également en Région flamande).

3.2 Les PMR selon diverses configurations

Appliqué en toiture sous les chevrons ou sur ceux-ci – en y associant, dans ce dernier cas, une fonction de sous-toiture –, le PMR ne sera pleinement exploité que s’il peut être placé en vis-à-vis d’une, ou mieux, de deux lames d’air non ventilées d’une épaisseur au moins égale à 2 cm.

Selon la norme belge NBN EN ISO 6946 définissant la méthode de calcul à adopter pour déterminer la résistance thermique d’une paroi, une lame d’air horizontale peut être considérée respectivement comme non ventilée ou faiblement ventilée lorsque la surface totale des fuites d’air vers l’extérieur n’excède pas 500 mm² (ex. fente de 0,5 mm sur une longueur de 1 m) ou 1500 mm² par m² de surface.

De telles exigences sont particulièrement difficiles à garantir, en particulier lorsque le PMR est appliqué sur les chevrons et qu’il remplit le rôle de sous-toiture. Posés perpendiculairement aux chevrons, les lés ne pourront être collés correctement entre eux que sous réserve de disposer d’un support continu sur lequel le produit est susceptible de s’appuyer. Les raccords en pied de versant, au faîte ainsi qu’au droit des rives seront également autant de détails dont l’étanchéité à l’air devra être particulièrement soignée. Si les recommandations précitées sont respectées, il convient en outre de veiller aux performances d’étanchéité à l’air et à la vapeur d’eau du côté intérieur du complexe toiture afin d’éviter tout risque de condensation interne, considérant que la perméabilité à la vapeur d’un PMR posé de cette manière, est très faible (µd supérieur ou égal à 50 m selon certains fabricants; cf. Infofiche n° 12).

Coupe

PMR posé sur les chevrons.

Couverture + PMR + lame d’air faiblement ventilée + finition intérieure.

Application

PMR comme sous-toiture :

1 lame d’air fortement ventilée au-dessus du PMR
1 lame d’air faiblement ventilée sous le PMR

Valeur U : 1,66 W/m²K

Commentaires

Étanchéité à l’air à assurer simultanément au niveau du PMR et de la finition intérieure.
Difficulté de garantir une lame d’air, même faiblement ventilée, entre les chevrons compte tenu notamment des nombreuses fuites d’air inévitables aux raccords.
Risque de condensation interne à la sous-face du PMR dans le cas d’un climat intérieur relativement humide (classes de climat III et IV).

Coupe

PMR posé sous les chevrons.

Couverture + sous-toiture éventuelle + lame d’air faiblement ou fortement ventilée + PMR + lame d’air de 2 cm, non ventilée ou faiblement ventilée + finition intérieure.

Application

Avec sous-toiture :

1 lame d’air faiblement ventilée au-dessus du PMR
1 lame d’air non ventilée (a) ou faiblement ventilée (b) sous le PMR

Valeur U : 0,63 W/m²K (a)
1,66 W/m²K (b)

Avec ou sans sous-toiture :

1 lame d’air fortement ventilée au-dessus du PMR
1 lame d’air non ventilée (a) ou faiblement ventilée (b) sous le PMR

Valeur U : 0,73 W/m²K (a)
1,66 W/m²K (b)

Commentaires

Étanchéité à l’air à assurer simultanément au niveau du PMR et de la finition intérieure. La réalisation étanche des raccords du PMR posé du côté intérieur et des autres détails peut se faire avec davantage de soin.
Difficulté de garantir une lame d’air faiblement ventilée entre les chevrons. La situation envisageant une ventilation de la lame d’air au-dessus du PMR est plus représentative d’une situation réelle, même en présence d’une sous-toiture.
Risque de condensation interne dans le cas d’un climat intérieur relativement humide (classes III et IV).

3.2.1 Le PMR comme seule isolation thermique d’un versant de toiture

Le tableau 2 résume différentes configurations possibles lorsque le PMR est utilisé comme seul isolant. Sa résistance thermique intrinsèque ainsi que l’émissivité de ses couches superficielles ont été choisies volontairement sur la base des meilleurs résultats obtenus lors de la campagne de mesures (e = 0,05 – RPMR = 0,6 m²K/W).

Selon la norme NBN EN ISO 6946, lorsque la résistance thermique totale des couches situées entre la lame d’air faiblement ventilée et l’ambiance extérieure est supérieure à 0,15 m²K/W, il y a lieu de plafonner cette valeur à 0,15 m²K/W.

Les valeurs U indiquées au tableau 2 ont été déterminées en partie courante de l’ouvrage. Elles se situent entre 1,66 et 0,63 W/m²K, selon que le PMR est en présence d’une ou deux lames d’air et que ces dernières sont ventilées, faiblement ventilées ou non ventilées.

Nous constatons que l’usage du PMR comme seul isolant thermique ne permet pas de satisfaire aux exigences des réglementations thermiques en vigueur dans les trois Régions du pays.

3.2.2 Le PMR comme complément d’une isolation thermique traditionnelle

Disposé en complément d’une isolation traditionnelle, le PMR permet d’augmenter la résistance thermique d’une paroi existante, surtout s’il est associé à une ou deux lames d’air non ventilées. Dans les configurations proposées au tableau 3, le PMR est appliqué selon ce principe, en tenant compte des réserves formulées ci-avant et en considérant une épaisseur de 6 cm d’isolant traditionnel de conductivité thermique non certifiée égale 0,045 W/mK (ex. laine minérale, polystyrène expansé, …).

Le PMR associé à une, voire deux lames d’air non ventilées confère une résistance thermique complémentaire (par rapport à celle du matériau isolant traditionnel) comprise entre 0,6 et 1,5 m²K/W. S’il est posé du côté intérieur avec soin (en veillant à l’étanchéité des raccords), il peut être intéressant de lui adjoindre une fonction d’étanchéité à l’air et à la vapeur. Sa résistance élevée à la diffusion de vapeur, présentée comme un atout dans ce cas, le pénalise toutefois lorsqu’il est utilisé comme sous-toiture. Il est par conséquent nettement moins recommandable dans cette dernière configuration.

Coupe

PMR posé sur les chevrons.

Couverture + PMR + isolant traditionnel + pare-vapeur + finition intérieure.

Application

PMR comme sous toiture : aucune lame d’air non ventilée ou faiblement ventilée Valeur U : 0,44 W/m²K.

Commentaires

Étanchéité à l’air à assurer au niveau du complexe toiture.
Absence de lame d’air entre le PMR et l’isolant traditionnel disposé entre les chevrons (pour limiter le risque de convection). La résistance thermique apportée par le PMR se limite à celle du PMR seul (sans lames d’air).
Risque de condensation sous le PMR compte tenu de sa faible perméabilité à la vapeur. Performances d’étanchéité à l’air et à la vapeur élevées à garantir du coté chaud, ce qui peut nécessiter un support continu pour la pose du pare-vapeur (cf. Infofiche n° 12).

Coupe

PMR posé sous les chevrons.

Couverture + sous toiture + isolant traditionnel (sans pare-vapeur) + lame d’air non ventilée + PMR + lame d’air non ventilée + finition intérieure.

Application

Le PMR fait office de pare-vapeur :

1 lame d’air non ventilée au-dessus du PMR
1 lame d’air non ventilée sous le PMR

Valeur U : 0,32 W/m²K

Commentaires

Étanchéité à l’air et à la vapeur à assurer au niveau du PMR et étanchéité à l’air à assurer au niveau de la finition intérieure. Soin à accorder à l’étanchéité des raccords et autres détails.
Configuration optimisant l’usage du PMR.

Tableau 3 : Configurations possibles pour les PMR utilisés en complément d’un isolant traditionnel.

4. Conclusions

Même posé de façon optimale, un PMR associé à deux lames d’air non ventilées de 2 cm d’épaisseur (soit une épaisseur totale de ≈ 5 à 6 cm) peut tout au plus prétendre égaler une isolation traditionnelle (laine minérale, polystyrène expansé, …) d’épaisseur équivalente, soit 4 à 6 cm. Lorsque les lames d’air sont ventilées, même faiblement, les performances sont encore réduites. Or, l’étanchéité à l’air est souvent très difficile à garantir en pratique, surtout si le PMR est posé sur les chevrons. De manière générale, notons que la plupart des toitures traditionnelles sont aujourd’hui conçues en évitant d’y intégrer des lames d’air pouvant favoriser les échanges convectifs.

Posés de manière correcte en complément d’un isolant traditionnel, ils peuvent contribuer à améliorer la performance thermique totale de l’ouvrage, mais ne peuvent à eux seuls satisfaire aux exigences réglementaires. Le cas échéant, leur faible perméabilité intrinsèque à la vapeur d’eau les prédispose naturellement à être utilisés comme pare-vapeur et non comme sous-toiture.

Une évaluation complète des performances thermiques de ce type de produit requiert une étude de la pérennité des propriétés thermiques et en particulier de l’émissivité de la couche superficielle du produit, sujette au vieillissement (salissure, oxydation).

Rappelons enfin qu’à l’inverse de la plupart des isolants traditionnels, les PMR ne disposent pas, à ce jour, d’agrément technique en Belgique.

N’hésitez pas également à consulter notre page consacrée aux isolants biosourcés.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Évaluer l’efficacité énergétique d’un châssis

Évaluer le coefficient de transmission thermique du châssis

Un châssis est caractérisé thermiquement par son coefficient de transmission thermique U_f. Plus le coefficient est bas plus le châssis est isolant.

Données

Pour plus d’infos sur les caractéristiques thermiques des châssis.

De plus :

Les performances d’isolation thermique des châssis dépendront également de leur étanchéité à l’eau et à l’air.

La présence de moisissures et d’humidité au sein de châssis en bois diminue leur efficacité énergétique.

Valeur de référence

Un châssis est caractérisé par un coefficient de transmission thermique Uf. Plus ce coefficient est petit plus le vitrage est isolant. La réglementation thermique wallonne impose pour les fenêtres (c’est-à-dire menuiserie avec vitrage et effet de bord), 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.

Généralement la surface du châssis est réduite par rapport à la surface du vitrage.

Aussi, l’influence du coefficient de transmission thermique du châssis U_f sur la valeur de l’ensemble de la fenêtre (U_w) est également réduite. Le châssis intervient d’autant plus dans le bilan énergétique de la fenêtre que la fenêtre est de petite taille ou avec de nombreuses subdivisions.

Évaluer

Pour calculer le coefficient de transmission thermique (U_w), à partir du coefficient de transmission thermique du châssis (U_f) et du vitrage (U_g).

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Vitrage à haute résistance

Parmi les vitrages à haute résistance, on distingue :

Ces vitrages peuvent être montés en double vitrage avec un verre classique ou présentant des propriétés de réflexion ou d’absorption. Ils peuvent prendre place dans un système équipé d’une couche basse émissivité ou de gaz acoustique.

Le verre trempé

Pour augmenter la résistance du verre à la flexion lors de sollicitations d’origines thermiques et/ou mécaniques, on met ses deux faces en précontrainte sur une fine épaisseur au cours d’un traitement appelé la trempe du verre.

Lorsque le verre est soumis à un effort de flexion, les efforts de traction induits dans une de ses faces vont progressivement compenser la compression présente dans le verre. Ce n’est qu’au-delà de ce stade que la glace risquera de se briser.

Il existe deux types de trempe :

La trempe thermique

La glace est chauffée jusqu’à une température de 700°C et se dilate sous l’action de la chaleur. Elle est ensuite refroidie brusquement par pulsion d’air. De ce fait, la surface refroidit et se fige avant la partie centrale. Lorsque cette dernière se refroidit à son tour, elle tire sur les deux faces qui l’entourent induisant des contraintes de compression permanentes sur une fine épaisseur près de la surface.

Schéma principe trempe thermique.

La trempe chimique

La mise en compression de la surface de la glace se réalise en remplaçant un partie des ions de sodium du verre par de ions de potassium plus volumineux. Ces ions proviennent d’un sel fondu mis en contact avec le verre. Comme l’espace dans lequel ils vont s’introduire est légèrement restreint, leur insertion entre les autres ions va créer des efforts de compression.
L’épaisseur de la zone en compression est plus fine que par le procédé de la trempe thermique, ce qui permet d’appliquer ce procédé à des verres très minces. Ce type de verre n’est pas utilisé dans le bâtiment.

Schéma principe trempe chimique.

Quel que soit le type de trempe, les verres trempés ne peuvent plus être coupés, sciés ou percés après l’opération de trempe.

Caractéristiques physiques

Résistance à la traction (50 N/mm²) cinq fois plus élevée qu’un verre classique (10 N/mm²).
Très bonne résistance aux chocs thermiques : ils peuvent résister à un différentiel de température de 200°C.
Mode de rupture tel qu’il se brise en morceaux très petits aux arêtes émoussées, limitant le risque de blessure.

Illustration caractéristiques physiques verre trempé

La pose

Les verres trempés peuvent être montés en double vitrage avec un vitrage classique. On veillera à poser le verre trempé du coté intérieur de façon à limiter les risques de blessure par de grands éclats vers les personnes présentes dans les locaux.

Caractéristiques énergétiques et lumineuses

Le procédé de trempe ne modifie pas les valeurs du coefficient de transmission thermique U du vitrage.
Par contre, le procédé de trempe peut donner lieu à des dessins colorés dus à des phénomènes d’interférence appelés »fleurs de trempe » modifiant quelque peu l’aspect superficiel et les propriétés de réflexion du vitrage. De plus pour les verres trempés verticalement, les pinces provoquent des déformations appelées »point de trempe ».

Le verre durci

Il s’agit d’un verre qui a subit un traitement thermiques semblables à la trempe thermique mais pour lequel le niveau de contraintes obtenu est inférieur à celui du verre trempé, car le refroidissement a été réalisé de manière plus lente.

Les verres durcis ne peuvent plus être coupés, sciés ou percés après l’opération de durcissement.

Caractéristiques physiques

Une valeur de résistance à la rupture par flexion supérieure à celle du verre recuit mais qui sera précisée au cas par cas par un agrément technique.
Une bonne résistance aux chocs thermiques : ils peuvent résister à un différentiel de température de 100°C.
Un mode de rupture en étoile entraînant des morceaux pouvant provoquer des blessures. Dès lors, les verres durcis ne sont jamais considérés comme des verres de sécurité !

Casse d’un verre durci.

Caractéristiques énergétiques et lumineuses

Le procédé de durcissement ne modifie pas les valeurs du coefficient de transmission thermique U du vitrage.
Par contre, le procédé de durcissement peut donner lieu à des dessins colorés dus à des phénomènes d’interférence modifiant quelque peu l’aspect superficiel et les propriétés de réflexion du vitrage.

Le verre feuilleté

Le verre feuilleté est un assemblage constitué d’au moins deux feuilles de verre, liés intimement sur toute leur surface par un intercalaire.
Celui-ci a pour fonction de coller les feuilles de verre tout en donnant au produit fini des performances supplémentaires. Ces performances peuvent être la limitation du risque de blessure en cas de bris, la protection contre l’effraction, la protection contre les armes à feu et les explosions, la protection contre l’incendie, l’isolation acoustique, la décoration, …

Selon le type de performances recherchées, l’intercalaire peut être :

un film plastique,
une résine

On distingue donc :

Le verre feuilleté avec film plastique en butyral de polyvinyle (PVB) :

Deux feuilles de verre sont liés intimement sur toute leur surface par un film plastique en butyral de polyvinyle (PVB).

Caractéristiques physiques

Sa fonction première est la protection contre l’effraction et la sécurité.

Chaque film a une épaisseur de 0,38 mm. C’est principalement le nombre de films qui détermine le niveau de résistance, et moins l’épaisseur du vitrage.

Le tableau suivant reprend la valeur indicative du nombre de films en PVB à utiliser en fonction du niveau de protection souhaité :

Type de protection	Degré de protection	Nombre de films de PVB
Protection contre le vandalisme	Protection contre le vandalisme non organisé.	3
Retardateur d’effraction	Protection contre l’effraction organisée.	4
	Protection de haut niveau.	6
	Très haut niveau de protection contre toutes formes d’agressions à arme blanche.	Compositions multifeuilletées.

Ce vitrage apporte également une amélioration au niveau de l’acoustique qui est optimale lorsque le vitrage est composé de deux feuilles de verre et de deux films de PVB de 0,38 mm d’épaisseur chacun.

Mode de rupture

Il est essentiellement utilisé comme verre de sécurité. En effet, en cas de bris, l’adhérence verre-PVB permet aux fragments du vitrage cassé de rester en place (pendant un certain temps au moins ou jusqu’à un niveau de charge déterminé).

A gauche : verre recuit, à droite : verre feuilleté.

La nomenclature

La nomenclature de ces vitrages se fait au moyen de 2 chiffres indiquant l’épaisseur des différentes feuilles de verre en mm, suivis d’un point et d’un chiffre donnant le nombre de films en PVB.

Exemple.

66.2 correspond à deux feuilles de verre de 6 mm séparées par deux films de PVB de 0,38 mm d’épaisseur chacun.

4/12/66.2 correspond à un double vitrage composé d’un vitrage feuilleté 66.2 , d’une lame d’air de 12 mm et d’un verre simple de 4 mm.

La pose

Lors de la pose d’un double vitrage comprenant un verre feuilleté. On veillera à poser le verre feuilleté du coté intérieur de façon à limiter les risques de blessure par éclats vers les personnes présentes dans les locaux.

Les vitrages à intercalaire en résine coulée :

Il s’agit d’une couche de résine de 1,0 à 2,0 mm polymérisée entre deux feuilles de verre.

Caractéristiques physiques

Ces vitrages ont été développés dans le but d’améliorer l’isolation acoustique. La résine ayant un module d’élasticité plus faible que le PVB, elle permet d’obtenir des amortissements plus importants des vibrations sonores. L’épaisseur de la résine influence directement le niveau d’isolation acoustique.

La présence de la résine n’améliore pas leur résistance à la flexion, dès lors les vitrages feuilletés à résine coulée ne se prêtent pas à la protection anti-effraction, mais ils peuvent être utilisés en toiture car en cas de bris de vitre, l’adhérence verre-résine permet aux fragments du vitrage cassé de rester en place.

La nomenclature

La nomenclature de ces vitrages se fait au moyen de 2 chiffres indiquant l’épaisseur des différentes feuilles de verre en mm, suivis d’un chiffre donnant l’épaisseur de l’intercalaire en résine coulée (RC).

Exemple.

Un vitrage composé de deux verre de 5 mm et d’une couche de résine coulée de 1,5 mm est dénommé : 55.1,5 RC

Les vitrages à intercalaire en PVB amélioré pour l’acoustique, appelé PVBa :

Le PVBa est un type de film PVB qui a été conçu pour se rapprocher des caractéristiques acoustiques des verres feuilletés avec résine, tout en conservant le niveau de performances de sécurité et de résistance à l’effraction des PVB classiques.

Remarque.
Par rapport à un simple vitrage, l’isolation acoustique d’un verre feuilleté est surtout accrue dans la zone autour de la fréquence critique des feuilles de verres (3 200 Hertz). ce puits d’isolation acoustique est limité par l’amortissement des vibrations apportées par l’intercalaire. Cet effet est plus marqué pour la résine et le PVBa. De plus, dans ces cas, le puits de résonance est décalé vers les hautes fréquences.
L’effet global est perceptible essentiellement pour R_w + C, moins pour R_w + C_tr.

Le verre armé

Fragmentation du verre armé.

Il s’agit d’un verre dans lequel ont été incorporés, au moment de la fabrication, des fils métalliques destinés à retenir les morceaux de verre en cas de bris mais ne participant pas à la résistance mécanique.
La résistance du verre armé est inférieure à celle du verre non armé, car le treillis déforce la résistance intrinsèque du verre.

De plus, étant donné la présence de l’armature, le verre armé ne peut être trempé. Son utilisation en verre feuilleté ou en double vitrage est déconseillée.

Ce type de vitrage est à proscrire comme produit de sécurité évitant les chutes de personnes ou les blessures car sa fragmentation ne répond pas aux exigences en la matière.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir la sous-toiture d’un versant isolé

Lattes
Contre-lattes
Sous-toiture
Isolant
Charpente
Pare-vapeur
Finition du plafond

Pourquoi une sous-toiture ?

La sous-toiture récolte et évacue vers l’extérieur du bâtiment, l’eau qui se serait infiltrée accidentellement entre les éléments de couverture lors de conditions climatiques particulières (pluie torrentielle, chute de neige poudreuse, vent fort, dégel,…) ou en cas d’envol ou de rupture d’une tuile ou ardoise. A priori, la sous-toiture n’est pas destinée à servir de couverture ou même de bâche durant l’exécution de la toiture même si certaines sous-toitures offrent cet avantage. Elle a aussi pour rôle d’évacuer l’eau qui se serait condensée sur la face inférieure de la couverture suite au sur-refroidissement. Elle protège ainsi l’isolation.

En outre, elle limite les infiltrations d’air et empêche le passage de poussières.
Enfin, elle renforce la résistance de la couverture lors d’une tempête.

Faut-il toujours une sous-toiture ?

Non, dans certains modèles d’isolation, tels que l’isolation par panneaux isolants rigides au-dessus des chevrons ou fermettes (toiture « Sarking ») ou par panneaux autoportants au-dessus des pannes, les fonctions de la sous-toiture sont parfois remplies par les panneaux isolants eux-mêmes. Dans ce cas, il ne doit pas y avoir de sous-toiture proprement dite et la sous-toiture fait partie intégrante de la couche isolante.

D’autre part, pour les couvertures en tuiles, la NIT 186 « exige » une sous-toiture.

L’étanchéité à la pluie et à la neige d’une couverture en ardoises naturelles est plus grande que celle d’une couverture en tuiles. Dans ce cas, une sous-toiture n’est donc pas aussi indispensable mais elle est néanmoins vivement recommandée.

Quelle sous-toiture choisir ?

Les qualités d’une bonne sous-toiture

La sous-toiture doit être :

étanche à l’eau et résistante à l’humidité,
résistante au gel,
durable,
de préférence, ininflammable,
de préférence, perméable à la vapeur,
de préférence, capillaire,
de préférence rigide.

Vu que l’on peut trouver beaucoup de matériaux répondant aux premières exigences, la qualité d’une sous-toiture se mesure surtout par sa réponse aux trois dernières exigences, à savoir :

La perméabilité à la vapeur

Il est conseillé de placer une sous-toiture plus perméable à la vapeur que la finition intérieure sous l’isolant, car, même si la toiture est munie d’un pare-vapeur parfaitement mis en œuvre :

Le pare-vapeur peut être perforé par la pose d’équipements sans que l’on s’en rende compte.
Les matériaux et le bois en particulier peuvent contenir de l’humidité résiduelle.

La capillarité

La rigidité

Il existe des sous-toitures rigides, comme les plaques renforcées aux fibres organiques ou minérales et des sous-toiture souples comme les membranes plastiques microperforées ou non.

Une sous-toiture rigide a pour avantage de :

permettre le contact entre elle et l’isolant et ainsi assurer une bonne étanchéité à l’air,
ne pas réduire le vide au-dessus de la sous-toiture sous la poussée de l’isolant,
diminuer la charge de vent sur les éléments de couverture,
ne pas produire de vibrations bruyantes par temps venteux.

Mauvaise mise en œuvre d’une toiture souple.

Risque d’un vide réduit au-dessus d’une sous-toiture souple.

Exemple

Une sous-toiture de type fibres ciment-cellulose, par exemple, remplit les différentes fonctions ci-dessus.

Conseils de mise en œuvre

On commence la pose en bas de la toiture et on remonte vers le faîte. La sous-toiture doit aboutir dans la gouttière.
Les plaques ou les bandes sont placées au-dessus des chevrons ou fermes, leur plus long côté parallèle à la gouttière. Dans le cas d’une isolation par l’extérieure par panneaux isolants rigides posés sur les chevrons ou fermes, la sous-toiture souple est posée directement sur l’isolant.
Aux joints horizontaux, le recouvrement minimal est de 60 mm en projection verticale; ce qui correspond à un recouvrement « l » qui varie en fonction de la pente de la toiture tel que donné dans le tableau ci-dessous :

Pente du toit (α)	Recouvrement (l)
30°	120 mm
35°	105
40°	93
45°	85
50°	78
l = 60 mm/sinα

Chevron.
Sous-toiture.
Contre-lattes.
Contre-lattes amincie.

Amincissement de la contre-latte au droit des recouvrements des plaques de sous-toiture.

Il en va de même pour le recouvrement sur la bande de raccord de la gouttière.

Amincissement de la contre-latte au droit des recouvrements des plaques de sous-toiture.

Chevron ou fermette.
Sous-toiture.
Vide entre la sous-toiture et les tuiles.
Contre-lattes.
Latte.
Latte de pied. Sa hauteur et sa position sont telles que la pente des tuiles de la 1° rangée corresponde à celle des rangées supérieures.
Bande métallique ou synthétique (ou peigne en plastique) destinée à protéger la latte de pied contre la pluie et à éviter la pénétration d’oiseaux.
Gouttière.
Bande de raccord, métallique ou synthétique, de la gouttière en dessous de la sous-toiture.
Crochet de gouttière.

Dans le sens de la largeur, les plaques sont posées jointivement et les joints sont recouverts par les contre-lattes.
Pour les bâtiments fortement exposés, il est conseillé de prévoir un recouvrement latéral de 100 mm environ. Ce recouvrement se fait au niveau de certains chevrons ou fermes. Au-dessus des autres, l’absence de double épaisseur est comblée par des languettes débitées dans la sous-toiture.
Dans le cas d’une sous-toiture souple (en rouleau), on s’arrangera pour que la longueur des lès couvre toute la largeur du versant de la toiture.
Les membranes souples sont posées de manières relativement lâches pour éviter les tensions. On veille cependant à ne pas la repousser vers le haut lors du placement de l’isolant.
Toute perforation de la sous-toiture doit être soigneusement évitée lors du chantier.
A chaque interruption de la sous-toiture (cheminée, lanterneau, lucarne, …), il faut assurer la déviation des eaux infiltrées par la réalisation de « gouttières ».
La sous-toiture doit aboutir à l’extérieur du bâtiment, dans la gouttière ou la corniche par exemple, sans créer de poches inférieures. Il faut veiller à n’avoir aucune contre-pente, particulièrement à cet endroit.

Les contre-lattes
Pour que la sous-toiture puisse assurer correctement son rôle d’évacuation de l’eau, des contre-lattes doivent être placées sur la sous-toiture, sous les lattes; sans quoi, l’eau aurait tendance à stagner le long des lattes.

Pour un écart de 400 mm entre chevrons ou fermettes, les contre-lattes ont une épaisseur de 15 à 26 mm et une largeur minimale de 32 mm.
Elles sont en pin ou en épicéa. Elles doivent être droites, bien équarries et d’épaisseur régulière. Le bois doit être traité.
Elles doivent être fixées par-dessus la sous-toiture dans la structure secondaire, en suivant la pente, au moins deux fois par mètre courant.
La mise en œuvre tient compte du type de sous-toiture et des prescriptions du fabricant.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir le modèle d’isolation d’un comble aménageable

Avant d’isoler

La non-gélivité des éléments de couverture doit être vérifiée :
> En observant l’absence de signes de gel (feuilletage, fissures).
> Et aussi :

en se renseignant auprès des fabricants-fournisseurs,
ou en faisant effectuer des essais de résistance au gel.

Les faces visibles du bois (la charpente et voligeage éventuel) doivent être inspectées et traitées contre les insectes et les champignons avant d’être rendues inaccessibles (même en cas de traitement ancien).

Diagramme décisionnel

Remarques concernant le diagramme

1. La finition intérieure à conserver :

Cela peut être le cas lorsque celle-ci est en bon état ou lorsque le bâtiment reste occupé pendant les travaux d’isolation.
Le choix est identique lorsque la charpente doit rester apparente.

2. L’isolation entre chevrons combinée, si nécessaire, avec une isolation sous les chevrons :

L’isolation sous les chevrons est, dans ce cas, aussi possible mais très délicate : elle présente des risques car la présence d’une lame d’air entre l’isolant et la sous-toiture favorise les courants convectifs qui augmentent les pertes de chaleur et les risques de condensation contre la sous-toiture.

3. Toiture Sarking ou par éléments autoportants :

Dès que l’on enlève la couverture, la plupart des ouvrages de raccords (cheminée, gouttières, pignons, …) doivent être refaits.
De plus, avec les techniques d’isolation par l’extérieur, on court le risque de mouiller la structure du toit pendant les travaux d’amélioration.
Dans le cas du choix d’une isolation par panneaux autoportants, il faudra particulièrement faire attention à l’état de la structure et vérifier qu’elle peut supporter la nouvelle charge.

La toiture « Sarking » ou l’isolation par panneaux auto-portants conduisent à une surélévation du faîte et à un épaississement des rives. Dans certains cas, cela peut poser problème au niveau urbanistique (raccord au bâtiment contigu).

En outre, les panneaux de mousse synthétiques utilisés dans ces modèles présentent certains inconvénients (mauvaise réaction au feu, matériaux peu écologiques). Le verre cellulaire ne présente pas ces inconvénients, mais il est cher et nécessite la pose d’un support rigide.

Une autre solution est alors possible : on isole entre chevrons mais à partir de l’extérieur. Cette solution permet, en outre, de placer une sous-toiture correcte.

Deux limite toutefois à cette solution :

La hauteur des chevrons doit être suffisante pour pouvoir placer un isolant assez épais afin d’atteindre le coefficient de transmission thermique U demandé à la toiture. Cela risque d’être rarement le cas car auparavant, les chevrons destinés à des toitures-greniers non isolées étaient de section carrée de faible hauteur.
La pose correcte d’un pare-vapeur est impossible.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Évaluer l’efficacité énergétique d’un vitrage

Le niveau d’isolation du vitrage est-il suffisant ?

1ère étape : la valeur de référence

Un vitrage est caractérisé par un coefficient de transmission thermique Ug. Plus ce coefficient est petit plus le vitrage est isolant. La réglementation PEB impose des valeurs maximales de coefficients thermiques pour le vitrage et les fenêtres.

Ces valeurs peuvent être vues comme un « garde-fou ». D’autres labels volontaires recommandent d’ailleurs des performances thermiques plus élevées.

Évaluer

Pour calculer le coefficient de transmission thermique (U_w), à partir du coefficient de transmission thermique du vitrage (U_g).

Remarque : on sera d’autant plus rigoureux face à ces impositions, que :

le pourcentage de la surface vitrée est important,
la façade est orientée au Nord.

En effet, l’impact du niveau d’isolation thermique d’un vitrage aura des conséquences d’autant plus importantes sur les consommations de chauffage que la surface vitrée est grande et que la façade est au Nord !

Exemple de consommation de chauffage pour un local de 26 m², orienté au Nord :

Exemple de consommation de chauffage pour un local de 26 m², orienté au Sud :

Légende :

	Double vitrage ordinaire, U = 2,8 W/m²K.
	Vitrage réfléchissant et absorbant, 6/12air/6, U = 2,3 W/m²K.
	Vitrage réfléchissant, 6/12argon/6, U = 1,5 W/m²K.
	Vitrage basse émissivité, 4/15argon/4, U = 1,4 W/m²K.
	Vitrage triple gaz ou 6/ vide /6. U = 0,7 W/m²K.

On constate que :

En présence d’un vitrage basse émissivité, le pourcentage de surface vitrée et l’orientation des vitrages, influencent peu les consommations de chauffage.

Les vitrages à contrôle solaire (réfléchissant et absorbant), en limitant les gains solaires, sont peu efficaces thermiquement en cas de grandes surfaces vitrées.

2ème étape : évaluer sa propre situation

1° situation : on ne dispose pas de l’épaisseur des verres, des valeurs des émissivités des films isolants et du type de gaz entre les lames de verre.

Une formule simplifiée permet d’évaluer le coefficient de transmission thermique U d’un vitrage au moyen de sa température de surface. On la mesure au moyen d’un thermomètre de contact ou d’un thermomètre de surface à infrarouge.

Thermomètre de contact et mesure de température ambiante et thermomètre de surface à infrarouge.

Pour que les valeurs obtenues soient valables, il faut que le vitrage soit en régime thermique stationnaire (c’est-à-dire que les températures intérieures et extérieures ne subissent pratiquement pas de variations).
On fera donc le relevé de la température du vitrage par temps nuageux, avec une température extérieure moyenne entre celle du jour et celle de la nuit.

Le coefficient de transmission thermique U du vitrage peut être estimé par la formule :

U = (T_int– T_surf) / (0.125 x (T_int – T_ext)) (en régime stationnaire !)

où :

T_int est la température ambiante dans le local
T_surf est la température de surface du vitrage
T_ext est la température extérieure.

2° situation : on dispose de l’épaisseur des verres, des valeurs des émissivités des films isolants et du type de gaz entre les lames de verre.

La norme NBN EN 673 donne la méthode de calcul du coefficient de transmission thermique U des vitrages. La valeur U trouvée par ce calcul correspond à la valeur U au centre du vitrage, c’est à dire ne tenant pas compte des effets de bords dus à la présence de l’espaceur qui augmente les déperditions calorifiques.

Nous reprenons ci-dessous les équations permettant de calculer la valeur des simples et doubles vitrages verticaux.

1/U = 1/h_e+ e/λ + 1/h_i, pour les simples vitrages.

1/U = 1/h_e+e₁/λ + 1/h_s+ e2/λ + 1/H_i_, pour les doubles vitrages_.

où :

e₁ et e₂= épaisseurs des couches solides successives du vitrage (m).
λ = conductivité thermique des matériaux des couches solides (W/(mK). (λ = 1 pour le verre).
h_e= le coefficient d’échange thermique superficiel entre la paroi et l’ambiance extérieure (W/(m²K)). Ce coefficient vaut 23 pour les vitrages verticaux.
HI = le coefficient d’échange thermique superficiel entre la paroi et l’ambiance intérieure (W/(m²K)). Ce coefficient vaut 8 pour les vitrages verticaux.
h_s = la conductance thermique des lames de gaz successives (W/(m²K)).

La valeur de h_s est donnée par la formule suivante :

où :

s = épaisseur de la lame de gaz (m)
Nu = Axs^1,14, cependant si cette valeur est inférieure à 1, on utilise Nu = 1 pour le calcul de hs.
ε₁ et ε₂= les émissivités corrigées des deux feuilles de verre; pour des verres sans couches ou lorsque les couches n’ont pas d’influence sur l’émissivité, on utilise la valeur ε = 0,837; lorsqu’il s’agit de verre à basse émissivité, il faut déterminer la valeur de l’émissivité normale à l’aide d’un spectromètre à infrarouges (normes prEN 12898), puis en déduire l’émissivité corrigée (tableau A2.2 de ce prEN).
A et B = des constantes dépendant du type de gaz dont les valeurs sont données au tableau suivant :

GAZ	A	B
Air	115,3	0,025
Argon	122,8	0,017
Krypton	197,6	0,009

Le facteur solaire du vitrage est-il limité ?

Il existe deux manières d’évaluer si le facteur solaire est limité :

En calculant les apports solaires par les vitrages

1ère étape – une 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 à 17 W/m² (un ordinateur de 150 W par personne et 1 personne/15 m² au sol (70 W/pers)), il est nécessaire de limiter les apports solaires à 33 W/m² au sol.

2ème étape – calculer ces propres gains solaires par les vitrages :

Il s’agit d’abord de reconnaître le vitrage en présence.

Évaluer

Pour savoir comment reconnaître votre vitrage.

Vous pouvez ensuite calculer les apports par les baies vitrées :

Calculs

Si vous voulez accéder à un tableau Excel qui calcule le bilan thermique d’un bâtiment en été et dont la première partie concerne les gains solaires par les fenêtres.

Par une valeur de référence tirée de la réglementation française

1ère étape – évaluer le facteur solaire du vitrage.

Il s’agit d’abord de reconnaître le vitrage.

Évaluer

Pour savoir comment reconnaître votre vitrage.

À partir de cela, on peut en évaluer le facteur solaire à l’aide des valeurs de référence des différents types de vitrages présents sur le marché.

Techniques

Pour connaître les caractéristiques thermiques et lumineuses des vitrages courants.

2ème étape : – le facteur solaire est-il correct ?

Une réglementation thermique du Nord de la France, prescrivait une règle concernant la valeur minimale de facteur solaire à atteindre en fonction du pourcentage de surface vitrée :

Le pourcentage de surface vitrée x le facteur solaire de la fenêtre (vitrage +ombrage) < 0,35

Ceci est la performance minimale à atteindre, bien sûr, un facteur solaire inférieur peut convenir.

Exemples.

Pour un local dont le pourcentage de vitrage en façade est de 100 %, un facteur solaire minimal de 35 % est exigé.
Si aucune protection solaire de type stores mobiles ou fixes n’existe ceci ne peut être respecté que par des vitrages réfléchissants ou absorbants.

Pour un local dont le pourcentage de vitrage en façade est de 50 %, un facteur solaire minimal de 70 % est exigé.
Il est à remarquer que ces conditions sont presque atteintes par un vitrage double ordinaire (4/15air/4) dont le facteur solaire est de 75 %.

Améliorer

Si le facteur solaire est insuffisant, il faut installer une protection solaire.

Remarque.
L’impact d’un contrôle solaire insuffisant sur les consommations « en froid » du bâtiment, est d’autant plus important que le pourcentage de surface vitrée est élevé et qu’il est orienté au sud.
Exemple de consommation de chauffage pour un local de 26 m², orienté au Nord.

Exemple de consommation de chauffage pour un local de 26 m², orienté au Sud.

Légende :

Bleu : double vitrage ordinaire, U = 2,8 W/m²K.
Noir : vitrage 6/vide/6, U = 0,7 W/m²K.
Rouge : vitrage réfléchissant, 6/12argon/6, U = 1,5 W/m²K
Orange : vitrage basse émissivité, 4/15argon/, U = 1,4 W/m²K.
Vert : vitrage 6/vide/6. U = 0,7 W/m²K.

La transmission lumineuse du vitrage est-elle suffisante ?

L’influence du coefficient de transmission lumineuse sur la consommation d’éclairage artificiel ?

Le graphique suivant permet d’illustrer l’influence du coefficient de transmission lumineuse sur la consommation d’éclairage artificiel pour une façade vitrée à 50 %, en fonction de l’orientation du bâtiment.

On constate que :

Plus le coefficient de transmission lumineuse augmente, moins on consomme d’éclairage artificiel.

Les locaux situés au Nord consomment plus que ceux orientés à l’Est, à l’Ouest et au Sud.

Évaluation du coefficient de transmission lumineuse du vitrage

Avec des vitrages « récents » (après 2000)

Cet indice permettra au fabricant de vous communiquer précisément la transmission lumineuse du vitrage.

Avec des vitrages anciens

Il est difficile d’évaluer précisément la transmission lumineuse de celui-ci.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Vitrage permettant le contrôle solaire

Remarque.

Le contrôle du facteur solaire a une influence sur la transmission lumineuse d’un vitrage; toutes les combinaisons ne sont pas possibles.

En effet, le rayonnement visible forme la moitié du spectre solaire.

Spectre solaire.

Ainsi, le facteur solaire ne peut être inférieur à la moitié de la transmission lumineuse; cela correspond à la zone supérieure rouge du graphique ci-dessous, qu’il n’est donc pas possible d’atteindre.

La zone verte n’est pas intéressante car elle diminue la quantité de lumière naturelle qui peut entrer dans le bâtiment sans diminuer la quantité de gains solaires.
Et ce n’est que très récemment que les fabricants ont mis sur le marché des vitrages dont la transmission lumineuse atteint le double du facteur solaire.

Le double vitrage à verre clair + verre réfléchissant

Lorsque l’énergie solaire est interceptée par une paroi, une partie est réfléchie vers l’extérieur, une partie est absorbée par les matériaux, une partie est transmise à l’intérieur.

Simple vitrage et double vitrage.

Les facteurs énergétiques :
TE : facteur de transmission directe du vitrage, RE : facteur de réflexion directe, AE : facteur d’absorption directe, FS : facteur solaire de transmission totale d’énergie à travers le vitrage.

Le verre réfléchissant est conçu de façon à augmenter la fraction d’énergie solaire incidente réfléchie et d’en diminuer ainsi la part transmise.

La proportion entre l’énergie émise vers l’extérieur et vers l’intérieur dépend, entre autres, de la vitesse du vent et des températures de l’air extérieur et de l’air intérieur.

La propriété réfléchissante est obtenue par un dépôt d’une ou de plusieurs couches à base d’oxydes métalliques sur le vitrage, le plus souvent sur une seule face du verre et à l’intérieur du double vitrage (en position 2) de façon à réfléchir les rayons lumineux avant qu’ils ne pénètrent dans la couche d’air.

Ces couches peuvent être de plusieurs natures :

Des couches pyrolithiques à base d’oxydes métalliques déposées sur un float ou un verre absorbant, ces couches peuvent être placées en position 1 ou 2.
Des couches sous vide à base d’oxydes métalliques ou de métaux. Ces couches étant plus fragiles, elles sont obligatoirement placées à l’intérieur du double vitrage en position 2.
Des films adhésifs réfléchissants. Un film est apposé de façon indélébile (le décollement du film est possible mais très difficile) sur une face du vitrage (généralement à l’intérieur). Cette technique est utilisée en rénovation.

Facteurs énergétiques et lumineux

L’action sélective des métaux nobles utilisés dans les couches réfléchissantes a pour effet :

D’empêcher la chaleur solaire de pénétrer dans le bâtiment par réflexion du rayonnement solaire infrarouge et ultraviolet, non perceptible à l’œil, mais représentant respectivement 43 % et 3 % de l’énergie solaire.
Les vitrages réfléchissants sont caractérisés par un facteur solaire FS variant de 0.10 à 0.63 contre 0.78 à 0.81 pour un verre clair.
De refléter en même temps la lumière, c’est-à-dire le rayonnement visible du spectre solaire, entraînant une transmission lumineuse plus faible que celle des vitrages clairs.
Les vitrages réfléchissants ont un facteur de transmission lumineuse TL compris entre 0.07 et 0.66 contre 0.65 et 0.76 pour un verre clair.
De ne pas modifier coefficient de transmission thermique U, qui est le même, pour un double vitrage réfléchissant, que celui d’un double vitrage classique.

Les fabricants tentent de plus en plus d’obtenir le meilleur compromis entre la part d’énergie réfléchie et la part de lumière transmise.

Exemple : Les figures suivantes illustrent le principe ci-dessus en comparant les courbes de transmission du spectre solaire à travers un vitrage clair, un vitrage réfléchissant gris et un vitrage réfléchissant argenté.

Le vitrage clair

TL = 80 % FS = 76 %

Le vitrage réfléchissant bleu

TL = 48 % FS = 33 % RE = 32 % AE = 38 %

Le vitrage réfléchissant argenté

TL = 43 % FS = 25 % RE = 50 % AE = 28 %

Légende :

				Le rayonnement visible du spectre solaire (la lumière) transmis par le vitrage.
				Le rayonnement solaire infrarouge et ultraviolet, non perceptible à l’oeil, transmis par le vitrage.
				L’énergie solaire totale incidente.

L’efficacité sélective du vitrage réfléchissant argenté permet de laisser passer une grande partie de la lumière (TL = 43 %) tout en stoppant quasi complètement le rayonnement infrarouge (FS = 25 %). Par rapport à un vitrage isolant classique, il laisse passer trois fois moins de chaleur solaire en réduisant la transmission lumineuse de 50 %.
On remarque qu’un vitrage réfléchissant est toujours absorbant (AE) dans une certaine mesure.

Remarque : il existe actuellement des vitrages réfléchissants non colorés dont l’aspect est neutre !

Précautions

Les verres réfléchissants sont, comme les verres absorbants, sujet à la casse thermique. Des précautions sont à prendre pour éviter les surchauffes.
Ces verres peuvent être clairs ou teintés (bronze, gris, argenté, vert, bleu…) conférant au vitrage des propriétés de réflexion énergétiques et lumineuses très diverses.
Ces vitrages réfléchissent toujours la lumière provenant du milieu le plus lumineux. Dès lors le soir, c’est l’éclairage artificiel des locaux qui sera réfléchi vers l’intérieur, la vue vers l’extérieur n’est plus possible.

Vitrages composés

Le vitrage absorbant et réfléchissant : associe les deux propriétés au sein d’un même vitrage. Une couche d’oxyde métallique est simplement déposée sur un verre absorbant.

Le vitrage basse émissivité et réfléchissant :

Il confère au vitrage un double intérêt :

Réduire l’intensité du rayonnement solaire, grâce à une couche d’oxydes métalliques placée sur la face 2, qui réfléchit l’énergie solaire avant qu’elle ne pénètre dans la couche d’air. Le facteur solaire du vitrage sera fonction de la nature de la couche réfléchissante.
Une couche basse émissivité, placée en face 3, réfléchit le rayonnement de chaleur vers l’intérieur. Ces vitrages auront un coefficient de transmission thermique nettement amélioré.

Certains films dits « à basse émissivité » associent les deux propriétés au sein d’un même film. Leur application permet une diminution des pertes en énergie au travers d’un vitrage pouvant aller jusqu’à 30 %.

Données

Pour connaitre les principales caractéristiques des différents types de vitrages.

Le double vitrage à verre clair + verre absorbant

Lorsque l’énergie solaire est interceptée par une paroi, une partie est réfléchie vers l’extérieur, une partie est absorbée par les matériaux, une partie est transmise à l’intérieur.

Simple vitrage et double vitrage.

Le verre absorbant est conçu de façon à absorber une partie de l’énergie solaire incidente avant de l’émettre vers l’intérieur et l’extérieur sous forme d’infrarouge.

La proportion entre l’énergie émise vers l’extérieur et vers l’intérieur dépend, entre autres, de la vitesse du vent et des températures de l’air extérieur et de l’air intérieur.

Les verres absorbants sont des verres teintés dans la masse (bronze, gris, vert, rose, bleu…) par adjonction d’oxydes métalliques à la composition. Ils sont placés coté extérieur de façon à réémettre vers l’extérieur le rayonnement le plus tôt possible.

Facteurs énergétiques et lumineux

L’action sélective des verres absorbants a pour effet :

De diminuer le facteur solaire FS du vitrage, selon la couleur et l’épaisseur du verre. Celui-ci pourra varier de 0,46 à 0,67; ce qui correspond à une énergie solaire absorbée et réémise vers l’extérieur variant de 54 % à 33 %. À titre de comparaison, le facteur solaire varie de 0,78 à 0,81 pour un verre clair.
De diminuer le coefficient de transmission lumineuse TL. Celui-ci est compris entre 0,36 et 0,65 contre 0,65 et 0,76 dans le cas d’un double vitrage classique.
De ne pas modifier le coefficient de transmission thermique U, qui est le même que celui d’un double vitrage classique.

Ces vitrages offrent une large gamme de coloris conférant aux vitrages des propriétés d’absorption très diverses. On constate que les vitrages de couleur bleu claire ou verte, ont un coefficient de transmission lumineuse plus élevé que les vitrages teintés traditionnels de couleur bronze ou grise mais un facteur solaire moins élevé que ces derniers.

Les vitrages absorbants sont toujours réfléchissants dans une certaine mesure.

On constate que plus le taux d’absorption est grand, plus le vitrage aura un effet matifié et moins les caractéristiques de réflexion seront grandes.

Exemple de répartition de l’énergie transmise, réfléchie et absorbée pour 2 types de vitrages :

Vitrage clair non traité.

Vitrage absorbant.

Exemple de teintes et de répartition des caractéristiques de réflexion et d’absorption de certains vitrages :

Vitrage absorbant bronze :

FS = 42 %
TL = 27 %
AE = 63 %
RE = 8 %

Vitrage absorbant vert :

FS = 20 %
TL = 36 %
AE = 64 %
RE = 20 %

Vitrage absorbant doré :

FS = 13 %
TL = 20 %
AE = 40 %
RE = 50 %

Précautions

Pour évacuer un maximum de chaleur rayonnée vers l’extérieur, on placera le verre absorbant le moins possible en retrait du plan de la façade.
Les verres absorbants ont tendance à s’échauffer plus que les verres classiques, et sont sujets à la casse thermique. Il faut prendre des précautions en conséquence.
On utilise fréquemment le double vitrage absorbant et réfléchissant spécialement étudié contre le rayonnement solaire et associant les deux propriétés au sein d’un même vitrage.

Les vitrages à propriétés variables

Les besoins en gains solaires et en lumière naturelle varient en fonction du temps et de l’occupation. Aussi, l’idée d’un vitrage aux propriétés variables dans le temps s’avère très séduisante.

Le principe est d’intégrer dans le vitrage des matériaux chromogènes dont la caractéristique essentielle est de subir une modification importante de ses propriétés optiques sous l’effet dune variation du champ électrique, de la charge électrique, de l’intensité lumineuse, de la composition spectrale de la lumière ou de la température du matériau.

Sous tension.

Hors tension.

Action modifiant les caractéristiques optiques du vitrage

Non électrique

Le vitrage photochromique

Modifie ses propriétés optiques sous l’action de la lumière ultraviolette.
Bon contrôle de la transmission lumineuse mais peu performant pour le contrôle des gains solaires.

Le vitrage thermochromique et thermotrope

Evolution de la transmission et de la réflexion
d’un matériau thermotrope en fonction de la température.

Un verre thermochromique modifie ses propriétés de transmission sous l’effet d’un processus chimique initié par un changement de température. Si le processus est physique, le verre est dit thermotrope.
Le champ d’application s’étend au contrôle de la surchauffe et de l’éblouissement.

Électrique

Le vitrage à cristaux liquides.

Il modifie l’orientation de ses cristaux sous l’action d’un champ électrique.
Sous tension, l’orientation est régulière et rend le verre transparent, par contre hors tension l’orientation est quelconque ce qui rend le vitrage transparent diffus.

Le vitrage à particules dispersées

Le principe est similaire à celui des cristaux liquides mais ce sont des aiguilles de polyiodure en suspension dans un gel ou un liquide organique.

Le vitrage électrochrome

Son principe repose sur l’injection ou l’expulsion d’électrons et d’ions qui engendrent une décoloration de manière à pouvoir régler l’intensité de la réflexion en fonction de l’intensité lumineuse.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Vitrage isolant thermique et vitrage isolant acoustique

Données

Pour connaitre les principales caractéristiques des différents types de vitrages.

Le double vitrage à verre clair

Le double vitrage est constitué de deux feuilles de verre assemblées et scellées en usine, séparées par un espace hermétique clos renfermant de l’air ou un autre gaz déshydraté.

Feuilles de verre.
Air et/ou gaz déshydraté.
Espaceur fixant l’espace entre les feuilles de verre.
Ouverture pour l’absorption d’humidité.
Première barrière d’étanchéité en polyisobuthylène.
Dessicant.
Seconde barrière d’étanchéité en polyuréthane, silicone ou polysulfure.

Le dessicatif introduit dans l’espaceur est destiné à assécher le gaz emprisonné à la fermeture du vitrage et à absorber la vapeur d’eau éventuelle. Le bon fonctionnement des barrières d’étanchéité et du dessicatif conditionne la durée de vie du vitrage.

La composition des doubles vitrages est données par 3 valeurs (en mm). Exemple : 4/12/4 : l’épaisseur de la feuille de verre extérieure / l’épaisseur de l’espaceur / l’épaisseur de la feuille de verre intérieure.

La garantie d’efficacité des doubles vitrages prévues dans les agréments techniques (ATG) est de 10 ans. Mais la durée de vie réelle est bien supérieure.

Le double vitrage est à présent imposé dans toutes les constructions neuves comme dans les rénovations suite aux réglementations relatives à l’isolation thermique en vigueur en Région wallonne et en Région Flamande.

Les modes de transmission de chaleur

La transmission de chaleur dans la lame d’air se fait par convection, rayonnement et conduction.
Elle se fait par conduction et rayonnement dans le verre.

La présence de la lame d’air permet de limiter les pertes de chaleur par conduction, la conductivité thermique de l’air (0.025 W/mK (à 10°C)) étant nettement inférieure à celle du verre (1 W/mK).

Caractéristiques énergétiques

Lorsque l’énergie solaire est interceptée par une paroi, une partie est réfléchie vers l’extérieur, une partie est absorbée par le matériau, une partie est transmise à l’intérieur.

La transmission solaire du double vitrage est légèrement plus faible que celle du vitrage simple car la chaleur qui traverse le vitrage est absorbée et réfléchie par deux couches et non une seule.

Les schémas suivants donnent les coefficients de tranmission thermique U et le facteur solaire FS d’un double vitrage et d’un simple vitrage :

Simple vitrage et double vitrage.

Améliorer la performance du double vitrage ?

Une des manières de réduire le coefficient de conductivité thermique d’un double ou triple vitrage est de travailler sur l’espace interstitiel. La première idée consiste à augmenter l’épaisseur de la lame d’air. Effectivement, l’isolation augmente dans les premiers millimètres, puis l’isolation reste pratiquement constante au delà de 14 mm. Pourquoi ? dans le premier temps, l’air constitue un matelas, mauvais conducteur de la chaleur, mais une fois que l’épaisseur d’air s’accroît, des boucles d’échange convectives se forment entre la vitre chaude et la vitre froide… Un double châssis écarté de 20 cm n’isole pas mieux qu’un double vitrage ordinaire.

Et pourquoi pas le vide ? Effectivement, un vide d’air permet une absence de convection et de conduction. Mais mécaniquement, les deux vitres ont du mal à résister à la pression atmosphérique et se brisent. Il faut alors placer des écarteurs… qui sont eux-mêmes des conducteurs de chaleur… Cette technique est à l’étude mais n’a pas d’application industrielle aujourd’hui.

Reste à diminuer la transmission de chaleur par rayonnement : c’est l’idée du vitrage à basse émissivité dont nous reparlerons ci-dessous.

Caractéristique lumineuse

Le double vitrage assure un aspect neutre en réflexion et une grande transparence. Il est caractérisé par un coefficient de transmission lumineuse élevé mais néanmoins inférieur à celui d’un simple vitrage.

Simple vitrage, TL = 90 % et double vitrage TL = 81 %.

Caractéristique acoustique

Curieusement, l’isolation acoustique que procure le double vitrage dans les basses (bruit de trafic lent) et moyennes fréquences est légèrement inférieure à celle d’un simple vitrage de la même épaisseur.

Il est caractérisé par un indice pondéré d’affaiblissement acoustique.

Rw	Rw +C	Rw +Ctr
30	29	26

Certaines dispositions peuvent être prises de façon à assurer des performances acoustiques suffisantes. On se référera aux vitrages acoustiques.
À partir du double vitrage des améliorations sont possibles afin d’augmenter encore les performances énergétiques et solaires du vitrage : le vitrage basse émissivité, absorbant, réfléchissant…

Le double vitrage « à basse émissivité »

Principe

Ce vitrage est aussi appelé « vitrage à haut rendement » ou « vitrage super isolant ». En anglais, il se nomme vitrage « low-E » et en France, on l’appelle « Vitrage à Isolation Renforcée » (VIR).

L’objectif est d’augmenter le pouvoir isolant du double vitrage, c.-à-d. de diminuer son coefficient de transmission thermique U.

Vous avez dit : « émissivité » ?

Quand de la chaleur ou de l’énergie solaire est absorbée par un vitrage, elle est réémise par le vitrage, soit par convection d’air le long de sa surface, soit par radiation de la surface du vitrage vers les autres surfaces plus froides. Par conséquent, la réduction de la chaleur émise par les fenêtres sous forme de radiation peut améliorer fortement ses propriétés isolantes.

Par comparaison, les couches basse-émissivité ont un coefficient d’émissivité de 0.04.

Autrement dit, ils réfléchiront 96 % du rayonnement infrarouge de grande longueur d’onde.

Application

Le rayonnement calorifique des objets terrestres est émis à une longueur d’onde plus élevée que ceux qui composent le spectre solaire.

Ondes électromagnétiques correspondant au rayonnement solaire et au rayonnement des corps terrestres.

D’où l’astuce : il est tout à fait possible de laisser pénétrer l’énergie solaire (à courte longueur d’onde) à travers un vitrage tout en empêchant la chaleur (à grande longueur d’onde) de quitter ce local !

La couche « basse émissivité » est, en général, une couche métallique, en argent par exemple, déposée sous vide et qui doit être placée à l’intérieur du double vitrage vu sa fragilité. Elle bloquera une partie du transfert de chaleur par rayonnement, diminuant ainsi le flux total de chaleur au travers de la fenêtre.

Importance de la position de la couche basse émissivité

La position de la couche basse émissivité dans un double vitrage n’affecte en rien le facteur U de celui-ci. Donc, en ce qui concerne les pertes de chaleur par transmission, il n’y a absolument aucune différence que la couche basse émissivité soit placée en position 2 ou en position 3.

Numérotation des vitrages.

Par contre, le facteur solaire FS du vitrage est influencé par la position de la couche.

En effet, en plus de sa capacité à inhiber les transferts d’infrarouges à grande longueur d’onde, une couche basse émissivité absorbe aussi une certaine quantité de l’énergie solaire incidente. Cette énergie absorbée est transformée en chaleur, provoquant ainsi un échauffement du vitrage.

Si l’on cherche à laisser passer la chaleur solaire (FS élevé), la couche basse émissivité sera placée sur le verre intérieur du double vitrage (en face 3). La chaleur absorbée par la vitre sera réémise vers l’intérieur.

Si l’on cherche au contraire à diminuer la chaleur solaire entrante (FS faible), la couche basse émissivité sera placée en face 2, la chaleur absorbée par le vitrage étant alors essentiellement réémise vers l’extérieur. Dans ce cas, on peut adjoindre une couche réfléchissante à la couche basse émissivité pour diminuer encore FS.

Et si on pose le châssis à l’envers ?

Lorsque les châssis et les vitrages arrivent séparément sur un chantier, on veillera à ce que la couche basse émissivité se retrouve bien à la position souhaitée pour tous les châssis du bâtiment (généralement en face 3 dans le domestique et en face 2 dans le tertiaire avec apports internes élevés).

Si l’autocollant est absent, il est possible de repérer la position de la couche au moyen de la flamme d’un briquet. En effet, 4 images de la flamme seront réfléchies par les 4 faces. La couche basse émissivité génèrera un reflet bleuté, les autres étant plus orangées.

Caractéristiques énergétiques et lumineuses

Le double vitrage basse émissivité est caractérisé par un faible coefficient de transmission thermique U, variant de 1 à 1,9 W/m².K selon le mode d’application de la couche métallique ainsi que la nature du gaz présent entre les feuilles de verres.

Il existe une multitude de vitrages sur le marché. Des combinaisons multiples sont proposées entre le facteur solaire FS et le facteur de transmission lumineuse FL. Il est possible de trouver un vitrage pour lequel la présence de la couche métallique ne provoque qu’une très légère baisse des gains solaires et de la transmission lumineuse par rapport à un double vitrage classique. Autrement dit, la couche basse émissivité « ne se voit pas ».

La couche à basse émissivité peut être manipulée de manière à transmettre le rayonnement ayant certaines longueurs d’onde et à réfléchir le rayonnement ayant d’autres longueurs d’ondes.

On peut ainsi combiner les couches à basse émissivité et les couches de contrôle solaire. Il s’agit alors de couches déposées sous vide, combinant ces deux effets et placées en position 2.

Les premiers vitrages à basse émissivité ont été conçus de manière à maximiser les gains solaires en hiver. Ils devraient donc avoir un grand facteur solaire, un coefficient de transmission lumineuse important ainsi qu’un faible coefficient de transmission thermique U. Ils devaient donc transmettre les longueurs d’ondes du rayonnement solaire (rayonnements visibles et infrarouges proches) mais arrêter les infrarouges lointains (correspondant au rayonnement des corps terrestres). On appelle ces vitrages « vitrages à basse émissivité et haute transmission« .

Dans les bâtiments du secteur tertiaire, on demande souvent de minimiser les gains solaires tout en conservant une bonne transmission lumineuse et une bonne isolation. Ces vitrages doivent donc transmettre le rayonnement visible tout en arrêtant le rayonnement solaire correspondant aux infrarouges proches et le rayonnement des corps terrestres (les infrarouges lointains). Ces vitrages sont appelés « vitrages à basse émissivité sélectifs ».

Exemple.

On trouve actuellement des vitrages « haut rendement » avec un facteur solaire limité à 40 % tout en atteignant une transmission lumineuse de 70 %.

Pour diminuer encore le facteur solaire, on peut enfin placer une couche basse émissivité sur un vitrage teinté foncé ou augmenter le coefficient de réflexion des rayons lumineux de la couche elle-même, créant ainsi un produit ayant les propriétés isolantes d’un vitrage « basse émissivité », conjugué un rejet des gains solaires, perdant de facto une certaine qualité de transmission lumineuse. Ces vitrages sont appelés « vitrages à basse émissivité sélectifs et à basse transmission« .

Vitrage clair.
Vitrage basse émissivité et haute transmission.
Vitrage basse émissivité spectralement sélectif.
Vitrage basse émissivité spectralement sélectif et à basse transmission.

Le triple vitrage

Le vitrage est formé par trois feuilles de verre séparant deux espaces d’air.

Caractéristiques énergétiques et lumineuses

L’isolation thermique que procure un triple vitrage est meilleure que celle d’un double vitrage. Le coefficient de transmission thermique U d’un tel vitrage est de 1,9 W/m²K pour un triple vitrage ordinaire (deux lames d’air.) mais peut descendre jusqu’à 0.5 W/m²K pour les triples vitrages à gaz isolants.

Par contre, les gains solaires et la transmission lumineuse sont diminués par la présence du troisième verre.

Données

Pour connaitre les principales caractéristiques des différents types de vitrages.

Une variante

Le triple vitrage est rarement appliqué, car sa forte épaisseur et son poids élevé ne s’adaptent pas aux menuiseries classiques.

Une variante consiste en un double vitrage avec un ou plusieurs films plastiques tendus dans l’espace d’air, de façon à avoir plusieurs lames d’air en série sans augmenter le poids du vitrage.

Film tendu.
Espaceur métallique.
Mastic thermodurcissable.

Il existe des films ayant des propriétés basse émissivité et/ou de réflexion de l’énergie solaire.

Le vitrage isolant acoustique

Si l’on observe le spectre d’isolation acoustique d’un double vitrage, on remarque que l’isolation acoustique que procure un double vitrage est relativement mauvaise à la fréquence critique des feuilles de verres (3 200 Hertz) et dans les basses et moyennes fréquences (bruit de trafic lent).

Ce deuxième puits de résonance s’explique par le fait que le double vitrage se comporte comme un système acoustique du type MASSE/RESSORT/MASSE. La lame d’air jouant le rôle de ressort, son épaisseur est généralement trop faible pour créer un ressort suffisamment souple et le système fait entrer le verre en résonance.

Pourtant l’acoustique s’améliore lors d’un remplacement d’un châssis !

Des propos ci-dessus, on pourrait déduire que le remplacement, en rénovation, du simple vitrage par du double vitrage n’est pas intéressant du point de vue acoustique… Cette supposition est cependant erronée car le remplacement du vitrage s’accompagne, en général, du remplacement du châssis qui offre une meilleure étanchéité à l’air et donc à une meilleure isolation acoustique que l’ancien châssis; ce qui mène à une amélioration de l’isolation acoustique de l’ensemble vitrage + châssis.

Certaines dispositions permettent aussi d’améliorer l’isolation acoustique d’un double vitrage :

Les doubles vitrages dissymétriques

Chaque plaque d’un matériau d’une épaisseur donnée a une fréquence critique pour laquelle elle se met à vibrer plus facilement. À cette fréquence, le bruit se transmet beaucoup mieux.
Le principe des vitrages dissymétriques est le suivant : on utilise au sein d’un même vitrage des verres d’épaisseur suffisamment différente de sorte que chacun d’eux puisse masquer les faiblesses de l’autre lorsqu’il atteint sa fréquence critique.

La figure suivante compare les spectres d’isolation acoustique d’un double vitrage classique et d’un double vitrage dissymétrique.

Le tableau ci-dessous donne les performances acoustiques des doubles vitrages pour différents types d’assemblages.

Composition (mm)	Rw + C (dB)	Rw + Ctr (dB)
6-15-4	33	31
8-12-5	35	32
8-20-5	35	32
10-12-6	36	34
10-15-6	37	34
10-12-8	36	34

Les vitrages avec gaz isolant

On remplace l’air d’un double vitrage par un gaz isolant adapté (l’hexafluorure de carbone : SF₆).

Cela permet de réaliser des gains appréciables dans les hautes et moyennes fréquences (bruits de trafic rapide), mais les performances s’avèrent défavorables dans les basses fréquences (bruit de trafic urbain (315 Hertz)).

La figure suivante comparant les spectres d’isolation acoustique d’un double vitrage classique et d’un double vitrage avec gaz isolant.

Ce gaz présente le désavantage de diminuer l’isolation thermique des doubles vitrages et cause des problèmes à l’environnement. Les doubles vitrages avec SF6 sont donc à déconseiller et sont, de toute façon, appelés à disparaître.

Les verres feuilletés acoustiques

En résumé…


	Rénovation !

Tableau des performances acoustiques

Type de vitrage :	Rw (indice pondéré d’affaiblissement acoustique)	Rw + C	Rw + Ctr
Vitrage double ordinaire (4/15air/4)	30	29	26
Vitrage thermique disymétrique avec gaz (8/12argon/5)	38	36	32
Vitrage thermique feuilleté (6/15air/55.2 PVB)	38	37	35
Vitrage thermique feuilleté (8/12air/44.2 PVB)	41	40	37
Vitrage avec PVB amélioré (12/20air/44.2 PVBa)	44	43	40
Vitrage avec résine coulée (44.1,5RC/20argon/55.1,5RC)	49	47	42

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Concevoir le mur isolé par l’extérieur

Choix du système

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

Les performances d’étanchéité à atteindre

Il est en outre facile à démonter pour vérifier l’état de l’isolant.

L’esthétique recherchée et contraintes urbanistiques

Les performances énergétiques

L’enduit isolant nécessite des épaisseurs excessives pour atteindre le coefficient de transmission thermique U recommandé.

Les systèmes tels que panneaux isolants plus enduit ou les éléments isolants préfabriqués présentent une très bonne continuité de l’isolation.

Un système avec structure (bardage ou enduit supporté 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.

La complexité de la façade

Le prix

« Le nerf de la guerre…! »

La création d’un mur creux revient nettement plus cher.

> Les systèmes d’isolation par l’extérieur qui comportent une finition sous forme d’enduit doivent disposer d’un agrément technique ATG.

Choix de l’isolant

Type d’isolant

Épaisseur de l’isolant

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

Conseils de mise en œuvre

Schéma pose des panneaux isolants.

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 l’enduit éventuel

Lorsque le mur est isolé par l’extérieur, mur et isolant doivent rester parfaitement secs.

Lorsque le système d’isolation par l’extérieur choisi comporte un enduit, c’est celui-ci qui assure l’étanchéité à l’eau.

Outre l’étanchéité à l’eau, les enduits doivent également :

Être perméable à la vapeur afin de permettre le séchage de la maçonnerie et de laisser sortir l’humidité qui aurait pénétré sous forme de vapeur. La plupart des enduits disponibles sur le marché – qu’ils soient minéraux ou synthétiques – présentent cette perméabilité à la vapeur élevée.

Présenter une bonne résistance mécanique : ils doivent pouvoir résister à des chocs modérés principalement au rez-de-chaussée, adhérer suffisamment à leur support, disposer d’une cohésion adéquate et résister à la fissuration. Les enduits – qu’ils soient minéraux ou synthétiques – présentent, en général, ces qualités pour autant qu’ils soient appliqués en suivant les recommandations et sur un support bien préparé. Lorsque l’enduit est appliqué directement sur l’isolant thermique, une armature est généralement prévue pour limiter le risque de fissuration.

Donner l’aspect décoratif recherché. Cette variété décorative est donnée par la grande variété de composition, de teinte et d’état de surface : lisse, gratté, tyrolien, ….).

L’enduit nécessite un entretien tous les 10 à 15 ans pour des raisons esthétiques (encrassement).

Détails d’exécution

L’isolation par l’extérieur est un système qui permet d’isoler un mur de manière continue pour autant que les détails aux interruptions dans le mur (tels que ceux montrés ci-dessous) et les raccords avec les parois adjacentes soient réalisés avec soin. Seul le pont thermique au droit d’un balcon reste difficile à éviter.

La baie de fenêtre

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

Mur existant + enduit intérieur.
Arrêt d’enduit + mastic.
Panneau isolant collé.
Armature et mortier d’enrobage.
Enduit de finition.
Armature d’angle.
Retour d’isolation au niveau du linteau (panneau collé revêtu des mêmes couches que le mur).
Profilé d’interruption fixé mécaniquement à la maçonnerie.
Retour d’isolation au niveau du seuil.

Bruxelles Environnement a édité une vidéo illustrative de la mise en œuvre de ce détail :

Isolation : Pose d’un seuil de fenêtre – [Vidéo réalisée dans le cadre du projet Conclip, soutenu par Bruxelles Environnement].

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

Mur existant + enduit intérieur.
Arrêt d’enduit + mastic.
Panneau isolant collé.
Armature et mortier d’enrobage.
Enduit de finition.
Armature d’angle
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

Retour d’isolation au niveau du linteau.
Retour d’isolation au niveau du seuil de fenêtre.
Retour au niveau de l’ébrasement de fenêtre.
Feuille métallique.

Joints de mouvement – cas du panneau isolant revêtu d’un enduit

Joint de mouvement en partie courante

Schéma joint de mouvement en partie courante.

Joint de mouvement dans un angle

Schéma joint de mouvement dans un angle.

Raccord avec une paroi adjacente

Schéma raccord avec une paroi adjacente.

Mur existant.
Panneau isolant collé.
Armature et mortier d’enrobage.
Enduit de finition.
Profil protecteur.
Joint élastique d’étanchéité.
Fond de joint.
Joint mécanique.

Construction en encorbellement – cas du panneau isolant revêtu d’un enduit

Schéma panneau isolant revêtu d'un enduit.

Enduit.
Revêtement de sol.
Chape.
Isolant acoustique.
Dalle de plancher.
Mur plein.
Panneau isolant.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Évaluer l’isolation thermique des murs

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.

Ces valeurs à respecter au minimum dans un nouveau bâtiment peuvent néanmoins servir de base pour évaluer la qualité d’un bâtiment existant.

Calculer le niveau d’isolation lorsque la nature et l’épaisseur des matériaux isolants sont connues

Calcul approximatif

Les blocs isolants (béton cellulaire, terre cuite légère, …) et l’isolant thermique sont les couches du mur qui influencent le plus sa qualité thermique. Les calculs approximatifs ci-dessous sont suffisamment précis lorsqu’on s’approche de la gamme des valeurs admises.

Mur en blocs lourds + isolant

En première approximation, le calcul du niveau d’isolation peut se faire en ne tenant compte que de l’isolant sur base de la formule simplifiée :

U = λ_i/e_i,

avec,

λ_i : la conductivité thermique de l’isolant
e_i : l’épaisseur de l’isolant

Exemple.

9 cm de laine minérale certifiée, de marque non déterminée, dont λ vaut 0.044 W/mK (suivant Annexe D de l’AGW du 15 mai 2014), entraîne un U approximatif du mur de :

0,044 W/mK / 0,09 m = 0,49 W/m²K

On obtient une valeur de U < 0,5 W/m²K, dont il est question ci-dessus, avec des épaisseurs :

de 9 cm de laine minérale ou mousse de polystyrène expansé,(λ = 0,044 W/mK, selon selon Annexe D de l’AGW du 15 mai 2014)
ou de 8 cm de mousse de polystyrène extrudé (λ = 0,038 W/mK),
ou de 11 cm de verre cellulaire (λ = 0,050 W/mK).

On obtient une valeur de U < 0,8 W/m²K, dont il est question ci-dessus, avec des épaisseurs :

de 6 cm de laine minérale ou mousse de polystyrène expansé, (λ = 0,044 W/mK, selon Annexe D de l’AGW du 15 mai 2014).
ou de 5 cm de mousse de polystyrène extrudé (λ = 0,038 W/mK),
ou de 7 cm de verre cellulaire (λ = 0,050 W/mK).

Murs en blocs isolants sans couche isolante supplémentaire

En première approximation, le calcul du niveau d’isolation peut se faire en ne tenant compte que des blocs isolants, sur base de la formule simplifiée :

U (=1/R) = λ_bl/e_bl,		pour les matériaux homogènes.
U = 1/Ru,		pour les matériaux hétérogènes.

Avec,

λ_bl : La conductivité thermique du bloc isolant,
e_bl : l’épaisseur du bloc isolant,
R : la résistance thermique des matériaux homogènes,
R_u : la résistance thermique utile des matériaux hétérogène.

Exemples.

Avec une épaisseur de 29 cm de bloc de béton cellulaire (700 < ρ < 800 kg/m³, λ = 0,26) et sec, on obtient une valeur de U = à 0,9 W/m².K.

Avec des blocs creux de béton léger de 29 cm d’épaisseur (ρ < 1 200 kg/m³, R_u = 0,450 m²K/W) et sec, on obtient une valeur approximative de U = à 2,2 W/m².K.

Remarque : seuls des blocs de béton cellulaire très léger (ρ < 500 kg/m³) (ou équivalent) mis en œuvre avec une épaisseur > 29 cm et dans un état parfaitement sec permettent d’atteindre un niveau d’isolation de U < 0,6 W/m².K sans isolant complémentaire.

Murs en blocs isolants avec isolant

En première approximation, le calcul du niveau d’isolation peut se faire en ne tenant compte que des blocs isolants et de l’isolant, sur base de la formule simplifiée :

U = 1/(e_i/λ_i + e_bl/λ_bl)		en cas de blocs isolants homogènes.
U = 1/(e_i/λ_i + R_u)		en cas de blocs isolants hétérogènes.

avec,

λ_i : la conductivité thermique de l’isolant
e_i : l’épaisseur de l’isolant
λ_bl : la conductivité thermique du bloc isolant
e_bl : l’épaisseur du bloc isolant
R_u = la résistance thermique utile des matériaux hétérogènes

Exemple.

Avec une épaisseur de 19 cm de bloc de béton léger (800 < ρ < 900 kg/m³, λ = 0,46 W/m.k) + une couche de 3 cm de laine minérale (λ = 0,045 W/m.K, selon Annexe D de l’AGW du 15 mai 2014), on obtient une valeur de U = à 0,8 W/m².K.

Avec des blocs creux de béton léger de 29 cm d’épaisseur (ρ < 1 200 kg/m³, Ru = 0,450 m²K /W) + une couche de 3 cm de laine minérale (= 0,045 W/m.K, selon Annexe D de l’AGW du 15 mai 2014), on obtient une valeur approximative de U = à 0.90 W/m².K.

Calcul plus précis

Si les autres matériaux constituant le mur sont connus, il est possible de calculer exactement le coefficient de transmission thermique U de celui-ci.

Calculs

Pour calculer le coefficient de transmission thermique du mur.

Mais attention, tous les résultats ainsi obtenus ne sont fiables que si l’isolant est bien posé, sec et en bon état…

…ce qui n’est pas toujours le cas…! :

Par exemple …

Les premiers bâtiments isolés datant de la fin des années ’70 et des années ’80, ont connu beaucoup d’erreurs de conception. On a, en outre, employé des matériaux inadéquats : les coulisses ont été remplies de laines minérales trop souples et non hydrofugées.

Même dans les bâtiments récents, des défauts d’exécution sont très fréquents lors d’un remplissage partiel de la coulisse.

Exemple : Les panneaux isolants ne sont pas placés contre le mur intérieur (en remplissage partiel) : ce qui engendre des pertes de chaleur par convection autour des panneaux.

Exemple.

La KUL a effectué des mesures de coefficients de transmission thermique moyens réels sur des murs creux avec remplissage partiel où la mise en œuvre de l’isolant a été soignée et sur les mêmes murs creux où la mise en œuvre a été exécutée sans soin particulier.

En voici les résultats :

	U_théorique (W/m².K)	U_pratique (W/m².K)
Pas d’isolant dans le mur creux	1,34	1,35
*Remplissage partiel du creux*
Pose correcte de l’isolant	0,42 à 0,49	0,54 à 0,61
Pose déficiente de l’isolant	0,42 à 0,49	0,99

En cas de doute, des sondages effectués prioritairement aux endroits suspects peuvent être très utiles.

Repérer les indices d’une isolation thermique insuffisante

Dans l’idéal …

Idéalement, lorsque la nature, l’épaisseur et/ou l’état de la couche isolante n’est pas connue, il convient d’effectuer un sondage à travers le mur pour la déterminer.

À défaut, un indice pratique

Avant d’effectuer ce sondage, un indice peut indiquer un manque d’isolation efficace : la faible température du mur côté intérieur en période hivernale.

La condensation sur le mur en est une conséquence visible dans les locaux humides.

La condensation sur une paroi est signe d’absence ou de faiblesse de l’isolation.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Vernis d’adhérence

Le vernis d’adhérence a pour fonction d’assurer un meilleur accrochage du bitume chaud, de la colle bitumineuse à froid ou des membranes soudées, sur certains supports.

Sur les matériaux poreux comme le béton ou la maçonnerie, le vernis fixe la poussière résiduelle et il les rend moins perméables à l’eau.

Il s’applique uniformément à la raclette, à la brosse ou à l’arrosoir sur le support bien nettoyé en évitant les surépaisseurs. Il doit être sec avant de continuer les travaux.

Le vernis d’adhérence s’applique à raison de 200 à 300 gr/m².

On distingue deux type de vernis d’adhérence :

Les émulsions bitumineuses à l’eau

Il s’agit de vernis à base de bitume en suspension dans l’eau. De par leur nature, ils peuvent être utilisés sur un support poreux en béton ou en maçonnerie légèrement humide.

Les vernis bitumineux à solvants volatils

Aussi appelés « cutbacks » ils contiennent des bitumes en suspension dans des solvants volatils.

Ils ne peuvent être appliqués que sur des supports secs, et sont recommandés pour les supports non poreux comme ceux en tôles profilées.

Publié par : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Résoudre un problème de condensation

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Black_mold_in_a_building.JPG

Isoler les parois

Au mieux une paroi est isolée, au moins les déperditions thermiques au travers de celle-ci sont importantes. En hiver, la température de surface intérieure est de ce fait plus élevée. L’isolation des parois délimitant le volume protégé diminue le risque de condensation superficielle mais améliore également le confort et diminue les consommations en chauffage.

L’isolation des nœuds constructifs doit conçue afin d’éviter tout pont thermique responsable de point froid.

Cas particulier des vitrages

La surface vitrée, étant souvent la surface intérieure la plus froide du local, constitue un lieu privilégié à la formation de condensation superficielle. Or, la température de la face intérieure d’un vitrage isolant est nettement supérieure à celle d’un simple vitrage. La pose d’un tel vitrage permet donc de diminuer les risques de condensation.

Température d’un simple vitrage.

Température d’un double vitrage.

Température d’un double vitrage basse émissivité.

Remarque.
La condensation sur la face externe du vitrage est, par contre, signe d’une bonne isolation. Elle peut se produire le matin sur les vitrages « à haut rendement »‘ (ou « basse émissivité »‘). En effet, étant bien isolée de l’espace intérieur, la face extérieure du vitrage se refroidit fortement pendant la nuit. Au matin, un air chaud et humide (l’air se réchauffe plus vite que le vitrage) va provoquer de la condensation de surface sur celle-ci.

Il faut s’en accommoder…!

Remarque importante.
La présence d’un vitrage peu isolant contribue à l’équilibre hygrométrique d’un local : la condensation superficielle s’y forme plus rapidement que sur n’importe quelle autre paroi ou n’importe quel pont thermique présent dans le local.
Dans certains cas la pose d’un vitrage plus isolant perturbe cet équilibre et entraîne la formation de condensation sur d’autres surfaces du local où elle n’est pas souhaitable : sur les châssis, autour des baies, dans les angles des murs avec le plafond, …. entraînant champignons, moisissures, altération des finitions.
Avant la rénovation, on procède donc à une étude judicieuse des parois et des ponts thermiques du local : on vérifie qu’après changement des vitrages, ceux-ci restent la surface sur laquelle la température est la plus basse en hiver, autrement dit que le vitrage reste « le pont thermique le plus important du local ». Si ça n’est pas le cas, on vérifie que la combinaison des 3 autres paramètres (chauffage, production de vapeur, ventilation) empêche la condensation superficielle.

Évaluer

Pour évaluer si la combinaison des 4 paramètres influençant le risque de condensation superficielle va effectivement mener à de la condensation superficielle.

S’il y a condensation superficielle sur les vitrages mais qu’un remplacement des châssis n’est pas envisageable, la seule façon de limiter les dégâts est :

De pouvoir recueillir et évacuer l’eau condensée au moyen de gouttières de condensation, loin des parties de la construction non prévues pour être mouillées.
D’empêcher la pénétration de l’eau de condensation dans la feuillure à l’aide de mastic performant.
De traiter la surface des châssis en bois afin d’empêcher des infiltrations d’eau au sein du châssis par capillarité.

La condensation superficielle peut se former au sein même d’un double vitrage lorsqu’un défaut d’étanchéité permet à l’humidité de pénétrer entre les deux vitres. Dans ce cas, l’efficacité thermique des vitrages se trouve réduite et les risques de bris augmentent. On doit procéder au remplacement de ceux-ci.

Parfois, il suffit de supprimer un obstacle…

Parfois, la paroi est suffisamment isolée, mais un obstacle empêche l’air de circuler et peut même éventuellement agir comme isolant avec, comme conséquence, dans les deux cas, une diminution de la température de surface de la paroi intérieure.

C’est le cas, par exemple, lorsque des meubles sont placés le long d’un mur en contact avec l’extérieur, lorsque des rideaux sont tirés devant la fenêtre, lorsqu’un appui de fenêtre couvre le radiateur empêchant l’air de monter vers la fenêtre, lorsque la maçonnerie est épaisse et la fenêtre profondément encastrée, …

Dans ce cas, il suffit de supprimer l’obstacle : déplacer les meubles, rendre l’espace entre rideaux et fenêtre accessible au passage de l’air chaud de l’intérieur, prévoir des ouvertures dans l’appui de fenêtre de sorte que l’air chaud puisse atteindre la fenêtre, …. pour supprimer la condensation.

Chauffer les locaux

Le fait de chauffer les locaux engendre une augmentation de la température de surface des parois, ce qui réduit donc le risque de condensation des parois.

Chauffage

Si vous voulez en savoir plus sur le chauffage des locaux.

Le principal risque de condensation de longue durée sur une paroi froide n’apparaît pas en cas de températures extérieures très basses, mais lorsque celles-ci restent relativement élevées (surtout de 0 à 10°C) et qu’elles sont accompagnées d’une humidité relative élevée (pluie ou brouillard). Les périodes avec de telles températures extérieures sont fréquentes et on sera tenté de ne pas chauffer certains locaux ou de les chauffer très modérément.

Si certains locaux ne sont pas chauffés, il faut éviter que la vapeur d’eau produite dans les locaux occupés ne soit diffusée vers ces locaux en maintenant les portes fermées ou alors il faut ventiler.

Limiter la production de vapeur

Il n’est, en général pas possible d’éviter la production de vapeur provenant des occupants ou des plantes.

Par contre, une production de vapeur trop importante peut être évitée dans certains cas tels que ceux ci-dessous :

un grand aquarium sans recouvrement adéquat,
des étangs à l’intérieur,
des appareils à cycle de combustion ouvert sans évacuation vers l’extérieur (poêle au gaz ou au mazout, petit chauffe-eau mural, etc.),
l’usage intensif d’humidificateur.

Un taux trop important d’humidité peut également provenir des causes extérieures suivantes :

les infiltrations d’eau de pluie,
l’humidité ascensionnelle,
l’humidité de construction,
l’humidité accidentelle.

Ces causes extérieures considérées comme des anomalies doivent être supprimées avant d’envisager toute autre mesure pour éliminer les problèmes de condensation ou de moisissure.

Ventiler

Il est difficile de diminuer de manière significative la production de vapeur à l’intérieur d’un bâtiment. Par contre, afin que l’augmentation du taux d’humidité due à cette production de vapeur reste acceptable, celle-ci doit être compensée par une ventilation suffisante. L’air humide intérieur est ainsi remplacé par de l’air extérieur plus sec.

Cette ventilation consiste, d’une part, en une ventilation de base qui doit assurer la qualité de l’air en temps d’occupation normale (occupants, plantes, nettoyage, …) et d’autre part, en une ventilation intensive qui doit compenser une production spécifique de vapeur (ventilation dans les cuisines, dans la buanderie, dans les douches…).

Une ventilation correcte des bâtiments se fait par ventilation contrôlée.

Cela implique une amenée d’air extérieur dans certains locaux et une évacuation de l’air intérieur humide dans d’autres.

La ventilation de base des bâtiments doit répondre à la réglementation wallonne. Les débits de ventilation y sont, entre autres, définis.

La réglementation wallonne est d’application depuis le 1er décembre 1996.

Elle concerne les logements, les bâtiments d’hébergement (hôpitaux, homes, hôtels, internats, casernes, prisons, …), les bâtiments scolaires (y compris centre PMS) et les immeubles de bureaux (administration d’une entreprise, d’un service public, d’un commerce) ou les bâtiments qui, à la suite d’une modification de leur utilisation, sont affectés à l’une ou l’autre de ces destinations.

La ventilation peut se faire de manière naturelle ou mécanique.

Mais attention, le respect de la norme garantit simplement aux occupants qu’ils disposent de la possibilité de ventiler correctement…., ….reste à les utiliser correctement !

Concevoir	Pour en savoir plus sur l’installation de ventilation à choisir pour ventiler votre bâtiment (exemple d’un espace de bureau).
Concevoir	Pour en savoir plus sur l’installation de ventilation à choisir pour ventiler votre cuisine collective.

Supprimer un problème de condensation interne dans les châssis en bois pleins

La condensation interne ne concerne que les châssis en bois, elle n’est pas à craindre dans d’autres types de châssis (Aluminium, PVC, polyuréthane….).

Comment la limiter ?

Des précautions permettant de limiter les risques de condensation interne, peuvent être prises lors du traitement du bois.

La condensation de vapeur d’eau dans la masse du bois des menuiseries est évitée lorsque la résistance à la diffusion de vapeur de la finition intérieure est suffisamment grande par rapport à celle de la finition extérieure.

En effet, le bois étant perméable à la vapeur d’eau, celle-ci aura tendance à traverser le châssis de l’intérieur (zone à forte concentration en vapeur d’eau) vers l’extérieur (zone à faible concentration en vapeur d’eau).
Si une couche de finition extérieure peu perméable à la vapeur empêche celle-ci de sortir du châssis, celle-ci risque de rester piégée au sein du châssis.
C’est pourquoi on préfère limiter les risques d’infiltration et empêcher au maximum la vapeur de pénétrer dans le châssis par l’intérieur.

Ce principe est respecté :

Lorsque la finition intérieure est filmogène (peinture ou vernis) et la finition extérieure est non filmogène.
Si les finitions intérieures et extérieures sont toutes 2 des peintures, le nombre de couches intérieures doit être suffisant par rapport au nombre de couches extérieures.
Si ce n’est pas possible, il faut poser une peinture pare-vapeur du côté intérieur du châssis pour provoquer une chute de la pression de vapeur avant la diffusion dans le châssis.

L’erreur classique…

On décide de protéger ses châssis … On applique une peinture protectrice uniquement sur la face extérieure du châssis croyant ainsi protéger le bois contre les agressions extérieures ! en fait, on s’expose à de graves dangers de pourrissement du châssis. La vapeur venant de l’intérieur migre vers la face extérieure et est arrêtée par la présence de la couche de protection extérieure, piégeant ainsi la vapeur au sein du châssis avec le risque que celle-ci atteigne sa température de rosée et condense….

Si c’est trop tard…

Si le châssis s’avère trop abîmé, on le remplace.

En effet, la prolifération des moisissures engendrée par un excès d’humidité peut être à l’origine de graves problèmes de qualité de l’air et diminue l’efficacité énergétique des châssis.

Concevoir

Si vous voulez en savoir plus sur le choix des châssis.

Si seul l’ouvrant est endommagé, il est possible de remplacer uniquement ce dernier.

Améliorer

Si vous voulez en savoir plus sur le remplacement d’une partie d’un châssis.

Si seul une partie d’un cadre est endommagé et lorsqu’il est possible de les remplacer sans causer d’autres dommages (vitrage + calage), on peut remplacer seulement une partie du châssis (montant, traverse). Il convient d’utiliser du bois de durabilité suffisante.

Si les dégâts sont très ponctuels, des résines réparatoires à 2 composants peuvent être appliquées sur les zones moisies, afin d’en limiter la propagation.

Archives pour la catégorie Enveloppe

Choix du système d’accrochage

Lestage par la couche de protection lourde.

Collage des couches

Fixation mécanique

En résumé

Dimensionnement du système d’accrochage

Protections lourdes

Le gravier

Les dalles

Le collage

La fixation mécanique

Le type de toiture plate

Le type de protection

Le type de fixation de la membrane

Colle bitumineuse à froid

Une trop grande production de vapeur

De l’occupation du bâtiment

De causes extérieures

Une ventilation insuffisante

Le renouvellement d’air par les infiltrations

Étanchéité à l’air des bâtiments

Le renouvellement d’air par une ventilation contrôlée

Des ponts thermiques

Une température intérieure des locaux trop faible

Lien entre les différents paramètres et évaluation d’un risque de condensation superficielle

1. Calcul de l’humidité absolue de l’air intérieur (xi) (sans formation de condensation superficielle)

2. Calcul du point de rosée de l’air du local (θd)

3. Calcul de valeurs intermédiaires

4. Évaluation du risque de condensation

5. Exemple d’évaluation du risque de condensation

La pression partielle de vapeur

L’humidité absolue

L’humidité relative

L’enthalpie spécifique

Le volume spécifique et la masse volumique

La température de rosée

La température « bulbe humide »

Les relations entre grandeurs hygrométriques

Les parties du châssis

Le dormant

L’ouvrant

La double barrière d’étanchéité

La chambre de décompression

Le principe d’équilibre des pressions dans la chambre de décompression :

Feuillure et parcloses

Les conduits de drainage

Les calages

Les joints d’étanchéité

Le casse-goutte

Les types d’ouvrants

Pivot à axe vertical :

Pivot à axe horizontal :

Coulissant :

Le châssis en bois

Caractéristiques thermiques

Les types de bois pour les menuiseries

Traitement et entretien de la menuiserie

La protection

La finition

Entretien curatif

Mesures de protection contre la condensation interne au bois

Coût des châssis en bois (estimation vitrages non compris)

Le châssis en aluminium

Caractéristiques thermiques

Traitement de surface

Coût (estimation vitrages non compris)

Le châssis en acier

Caractéristiques thermiques

Coût (estimation vitrages non compris)

Le châssis en PVC

Caractéristiques thermiques

Coût (estimation vitrages non compris)

Le châssis en fibre de verre

Caractéristiques thermiques

Le châssis en polyuréthane

Caractéristiques thermiques

Coût (estimation vitrages non compris)

Les châssis composés

Des châssis composés d’un ouvrant et d’un dormant de matériaux différents

1. Calcul de l’humidité absolue de l’air intérieur (x_i) (sans formation de condensation superficielle)

2. Calcul du point de rosée de l’air du local (θ_d)

Fenêtre dans toiture « Sarking »