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ISOLATION THERMIQUE ET ÉCONOMIES DÉNERGIE Brevet de Technicien Supérieur Technico-Commercial : Spécialité Matériaux du Bâtiment 1.

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1 ISOLATION THERMIQUE ET ÉCONOMIES DÉNERGIE Brevet de Technicien Supérieur Technico-Commercial : Spécialité Matériaux du Bâtiment 1

2 Plan du cours 2 Introduction I.Un peu dhistoire II.Principe de lisolation thermique des bâtiments III.Les grandeurs physiques utilisées IV.Matériaux, produits et techniques dutilisations

3 3 Introduction: notion de confort Le confort thermique correspond à un état déquilibre thermique entre le corps humain et son environnement. Il dépend de la sensibilité, de lhabillement, du métabolisme et de lactivité physique de chaque individu, d'une part, mais aussi de la température de lenvironnement (air, parois), des mouvements dair, et de lhumidité, d'autre part. Au-delà d'une certain niveau de déséquilibre, l'individu va ressentir de l'inconfort, notamment parce qu'il va devoir réagir pour réduire ce déséquilibre.

4 Introduction: notion de confort Les paramètres suivants entre en jeu dans la notion de confort: la température ambiante (de lair) la température des parois l'humidité de l'air ambiant les écarts de température les courants dair le bruit environnant 4

5 I- Un peu dhistoire... Lidée déconomiser lénergie est assez récente, on commence réellement à prendre en la prendre en compte après les chocs pétrolier de 1973 et 1990 à cause de: - La crainte dun épuisement des ressources - Le réchauffement climatique - La montée du coup de lénergie Cette problématique sapplique très fortement dans le secteur du bâtiment, (qui représente 40% de la quantité dénergie en France) où de nombreuses innovations verte ont vu le jour comme les installations à énergie renouvelable (chauffe eau, panneau photovoltaïque), les pompes à chaleurs ou les installations écologique (toiture végétalisée, récupération deau de pluie). De plus les progrès réalisés dans le domaine de lisolation thermique a permis de réduire la consommation dénergie de chauffage 5

6 I- Un peu dhistoire... Réglementation Le secteur du bâtiment est sans conteste le plus gourmand en énergie, cest pourquoi des réglementations ont vu le jour, La RT 2012, aussi appelée Réglementation thermique « Grenelle Environnement 2012 », sapplique quant à elle aux bâtiments neufs. Chaque construction neuve ne devra pas consommer plus de 50 kWh/m²/an dénergie en moyenne. La RT (réglementation thermique) 2005 a pris pour principe lamélioration des performances de la construction neuve dau moins 15 %, avec une perspective de progrès tous les cinq ans, en vue dune diminution de 40 % en

7 II- Isolation thermique des bâtiments Pourquoi? Préserver lenvironnement Améliorer le confort Etre conforme à la règlementation Réduire la consommation dénergie de chauffage / de climatisation 7

8 II- Isolation thermique des bâtiments Principe de lisolation thermique Part des déperditions (en %) à travers les différente parois dune maison Ce n'est pas le seul moyen d'influer sur le confort et les économies d'énergie (équipements, réflexions constructives...) Lisolation thermique a pour objectif de diminuer les pertes de chaleur dans lenceinte de lhabitat. 8

9 Fonctionnement dun isolant Il faut prendre en compte les ponts thermiques, les endroits où lisolant nest plus continu et qui provoquent des pertes des chaleurs Lisolant a pour vocation de freiner la déperdition ou le gain de chaleur du à la différence de température entre lextérieur et lintérieur de lhabitat. 9 II- Isolation thermique des bâtiments

10 III- Les grandeurs physiques utilisées Température: Grandeur physique liée à la notion immédiate de chaud et froid. Chaleur: Expression dun transfert thermique entre deux corps. La chaleur peut se transmettre de 3 manières: Rayonnement: Contact entre deux milieux de températures différentes Effet du soleil sur les parois Transfert de chaleur par déplacement de fluide Conduction Convection 10

11 III- Les grandeurs physiques utilisées Les parois sont définies par plusieurs caractéristiques dépendantes des matériaux utilisés: Lépaisseur en m La masse volumique en kg/m 3 la conductivité thermique λ en W/(m.K) 11 Pour quun isolant soit efficace, il doit être un mauvais conducteur de chaleur, Cette performance thermique est donnée par la résistance thermique: R = e/λ + Rsi + Rse Les termes de résistances thermiques superficielles Rsi et Rse représentent la résistance de lair sur les parois intérieures et extérieures

12 12 Epaisseur de matériau pour une résistance thermique équivalente.

13 Le coefficient de transmission thermique U caractérise la quantité de chaleur pouvant traverser une surface. U=1/R Plus sa valeur est faible et plus la construction sera isolée. Flux de Chaleur: Le flux de chaleur est une transmission de chaleur (ou énergie thermique) à travers un corps. Le flux de chaleur s'exprime en W/m 2. s,ie = U* (Ti-Te) 13 III- Les grandeurs physiques utilisées

14 Exercice Quel est lunité de R, la résistance thermique? En déduire celle de U, puis de Js. Jai à ma disposition du polystyrène expansé dont la conductivité thermique (λ) est de 0,035 W/(m.K). Le constructeur impose que lisolant ai un coefficient de transmission thermique (U) inférieur à 0,7. Quel épaisseur minimal disolant dois-je mettre pour atteindre cette valeur? La température extérieur est de 5°C, celle de lhabitat est de 20°C. Pour cette valeur de U, quelle est le flux de chaleur qui traverse la paroi? Correction: R est en m².K/W U est en W/(m².K) Js est en W/m² R=e/λ, donc U= λ/e Pour que U λ/0,7 Lépaisseur disolant doit être supérieur à 5cm J=U*(Te-Ti) = 0,7 *(15) J=10,5W/m² 14

15 III- Les grandeurs physiques utilisées 15 Dans des habitats mal ventilés, ou dans des lieux particuliers comme les piscines, on peut être amené à mettre des pares- vapeurs. Cette membrane posée en même temps que lisolant permet la non-accumulation de la vapeur deau dans la pièce. Lhygrométrie est le taux dhumidité de lair ambiant; Ce critère entre en jeu dans le confort thermique: plus lair est chaud, plus la quantité deau présente dans lair peut être importante. Or le corps humain évacue 25% de sa chaleur interne par sudation, et un fort taux dhumidité empêche ce processus.

16 IV- Matériaux, produits et techniques dutilisations. Technique disolation Il y a trois techniques différentes pour réaliser lisolation thermique dun mur. Chacune dentre elles dispose davantages et dinconvénients extint extint ext mur Isolation extérieure Isolation intérieure Isolation répartie isolant plancher 16

17 IV- Matériaux, produits et techniques dutilisations. Technique disolation Isolation intérieureIsolation extérieureIsolation répartie Utilisation Si le ravalement est récent Si le ravalement est ancien Profite de linertie du mur Prévoir dès la conception du projet Compromis entre les techniques Efficacité Bonne Humidité et condensation à surveiller Excellente Suppression des ponts thermiques Bonne Pont thermique limité Installation Possibilité de le faire soi-même Installation par un pro Autorisation administrative nécessaire Très simple, le même produit sert à construire et à isoler Prix 30 à 60/m²40 à 80/m²80 à 120/m² mais comprend le mur+isolation 17

18 IV- Matériaux, produits et techniques dutilisations. Exemple disolation Lisolant est ici placé entre le revêtement de façade et le mur porteur. Quel est le technique disolation utilisé ici? 18

19 IV- Matériaux, produits et techniques dutilisations. Certification ACERMI 19 LACERMI (association pour la certification des matériaux isolants) est un organisme dont le rôle est de garantir la véracité des caractéristiques annoncées par le fabriquant et de les réévaluer périodiquement. La résistance thermique est vérifiée mais aussi: I : Propriété mécanique en compression S: Comportement à la déformation O: Comportement à leau L: Comportement à la flexion E: Comportement aux transfert de vapeur deau.

20 IV- Matériaux, produits et techniques dutilisations. Choisir son isolant Daprès ce qui a été dit précédemment, différents critères entrent en jeu dans le choix dun isolant: Sa conductivité thermique caractérisant son pouvoir isolant Sa longévité Son prix Ses contraintes de mise en place Ses caractéristiques face au feu et à lhumidité 20

21 IV- Matériaux, produits et techniques dutilisations. Type disolant Isolants Minéraux: Fabriqués à partir de matières naturelles inorganiques Ex: la laine de verre, la laine de roche, le verre cellulaire, largile expansée Isolants Organiques: Fabriqués à partir de matières végétales ou animales Ex: Le liège, la fibre de bois, la chanvre, la laine de mouton Parmi les isolants organiques, les isolants biosourcés (fibre de bois, chanvre,,,) ont des propriétés écologiques exceptionnelles, Isolants Synthétique: Utilise des matériaux non présent dans la nature (plastique, polystyrène etc...) Ex: Polystyrène expansé, polyuréthane, La mousse phénolique Isolant mince: Epais de quelques millimètres à quelques centimètre, il est constitué dune ou plusieurs couches daluminium assemblées entre elles et de couches intermédiaires de différentes natures : feutre, ouate, mousse, etc. 21

22 Conductivité thermique FormelongévitéPrixDivers Laine de verre ~0,035Panneaux Rouleaux Vrac -3 à 8/m²Polluant Laine de roche ~0,036Panneaux++5 à 10/m² Polluant Plus résistant à leau Liège expansé ~0,040Plaque à 30/m²Insensible à leau Laine de mouton ~0,038Vrac, Rouleaux +15 à 20/m²Faible inertie, absorbe leau Polystyrène expansé ~0,035Plaque++10/m²Fragile au feu, mauvaise isolation phonique Polyuréthane ~0,026Panneaux Mousse +++20/m²Polluant, insensible à leau Quelques exemples disolants courants 22

23 Quelques exemples disolants courants (suite) Conductivité thermique FormelongévitéPrixDivers Isolant mince Fort mais pouvoir réflecteur Rouleaux+5 à 10/m²Polluant Facile à poser Peinture isolante 0,55bombe++15/m² Épaisseur infime Brique Monomur 0,15Brique constructive /m²Mise en place simple Béton cellulaire 0,11Mur complet à 45/m²Mise en place simple 23

24 24 V- Application: Maison air et lumière La maison de 2020 ? Bâtiment à énergie positive ! La maison produit plus d'énergie qu'elle n'en consomme. Lors de la conception tous les aspects énergétiques et du confort ont été pris en compte. L'isolation a une place prépondérante dans la diminution de l'énergie consommé

25 25 V- Application: Maison air et lumière Relevez tout les moyens mises en place pour diminuer la consommation de lhabitat,

26 26 Quelle technique disolation choisiriez-vous ? Pourquoi ? Selon vous quels critères sont prépondérants dans le choix des produits et de la technique disolation de la maison air et lumière ?

27 27 Critiquez le choix fait par léquipe de la maison air et lumière. Proposez une solution de rechange de même résistance thermique (matériau et conductivité thermique λ / épaisseur) en la justifiant. Solution utilisée : 2 panneaux de isomob 35 de 145mm dépaisseur


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