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Le remplissage des murs creux en cas disolation de la faade par lextrieur est-il utile?
Note rdige sur base du rapport
2015/04 du 21/09/2015 intitul
Ventilation du creux dans les murs
creux; par le professeur docteur
ingnieur architecte Staf Roels, le
docteur ingnieur Jelle Langmans et
lingnieur Michiel Vanpachtenbeke
(KU Leuven, dpartement de
Gnie Civil, section Physique de
Construction)
Pour rpondre cette question, Wiener-berger a charg lUniversit de Louvain (KU Leuven) de raliser une tude.
1. SituationDepuis les annes 50, construire avec un creux (une lame dair entre le mur intrieur et le parement) constitue la mthode de construction courante. Ce creux avait alors surtout pour objectif dviter des problmes dhumidit, le parement servant de bouclier contre la pluie. Depuis la crise ptrolire (dans les annes 70), le creux a partielle-ment t rempli disolant pour rduire les dperditions de chaleur. Lpaisseur de lisolation dans les maisons entre 1970 et 2006 (apparition du PEB) tait cependant gnralement trs limite. Dans le cadre du rchauffement climatique, outre les
2. ObjectifEn cas dapplication dune isolation de faade par lextrieur sur un mur creux existant, on peut se demander sil faudra procder des cots et efforts supplmen-taires pour remplir le creux disolant avant dappliquer lisolation sur le ct extrieur de la faade ou si ce creux pourra tout simple-ment rester vide.
Illustration 1 : (A) Mur dorigine; (B) Mur avec isolation de faade par lextrieur et creux rempli; (C) Mur avec isolation de faade par lextrieur et creux non-rempli
exigences imposes pour les nouvelles constructions, les propritaires de maisons existantes sont galement incits mieux isoler pour ainsi abaisser la consommation dnergie pour le chauffage de lhabitation. La post-isolation de la faade permet non seulement de rduire la consommation dnergie, mais aussi daccrotre le confort lintrieur de la maison. Cette augmenta-tion du confort se ressentira dautant plus en cas disolation de la faade par lext-rieur, cest--dire en choisissant disoler la faade par lextrieur au lieu disoler les murs par lintrieur.
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3. Conception de ltude Ltude sest base sur des murs dessai reprsentatifs et des calculs au moyen dun modle informatis (simulations num-riques). Les essais in-situ ont t excuts sur le site dessai het Vlietgebouw de la KU Leuven. Quatre murs ont t rigs: deux dans le sens du vent nord-est et deux dans le sens du vent sud-ouest. Dans les deux sens du vent, un mur avait t quip dune isolation de faade par lextrieur souple et lautre dune isolation de faade par lextrieur rigide. Ltude devait montrer dans quelle mesure la ventilation (flux dair) seffectue dans le creux aprs avoir appliqu une isolation de faade par lextrieur et quelle influence cette ventuelle ventilation restante du creux exerce sur les performances ther-miques de lisolation par lextrieur.
La ventilation du creux peut rsulter de flux dair dus au vent et de diffrences de tem-prature lintrieur du creux. Ces deux influences ont t tudies. Nous vous prsentons les rsultats ci-aprs.
4. Mesures in-situ: rsultatsLes mesures in-situ permettent de se faire une ide du volume des flux dair.
Premire constatation importante: la largeur du creux na pratiquement pas dimpact sur la ventilation du creux. En outre, le flux dair dans le creux dun mur non-isol est trs minime: de 0 10 renouvellement de lair par heure dans un creux moyennement fortement ventil (1 2 joints verticaux ouverts par mtre). A titre comparatif, derrire des panneaux de faade ventils se produisent jusqu 400 renouvellements dair par heure.
Aprs application de lisolation de faade, de faibles flux dair se produisent encore et toujours dans le creux (phase 1 de la configuration dessai). Ceux-ci diminuent cependant lorsquon accorde davantage dattention lobturation des joints verti-caux ou, en dautres mots, lobturation du creux (phase 2 de la configuration dessai).
Illustration 2: Essais in-situ au Vlietgebouw de la KU Leuven
Illustration 3: Simulations numriques (logiciel Delphin)
Illustration 4: Flux de ventilation dans des murs creux et impact de lisolation par lextrieur
Illustration 5: Application incorrecte de la colle ( gauche) et correcte ( droite)
Mur creux non-isol
Essais in-situ Simulations numriques
Post-isolation: systme disolation par lextrieur
TEMPERATUREVENT
TEMPERATUREVENT
TEMPERATURETEMPERATURE
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Autre phnomne important: la baisse des flux dair en cas dobturation des joints ver-ticaux se remarque peu lorsquon applique une isolation de faade par lextrieur avec des panneaux isolants colls de faon li-naire. Cela sexplique par le fait que le flux dair derrire lisolation sera beaucoup plus important que le flux dair dans le creux.
Pour la configuration dessai avec isolation souple, on remarque galement que lobtu-ration ou non des joints verticaux (cest--dire lobturation du creux) influence peu le flux dair. Cela indique que le flux dair entre lisolation et la faade existante est beau-coup plus important que le flux dair dans le creux et montre donc limportance dappli-quer un pare-vent sur lisolation souple.
Notez toutefois que, comme nous lavons dj mentionn, il est seulement question de flux dair trs minimes!
5. Simulations numriques: rsultatsAu moyen des connaissances engranges grce aux mesures in-situ ont pu tre rali-ses des simulations numriques prcises et ralistes ayant pour objectif dvaluer linfluence des flux dair conscutifs au non-remplissage du creux sur les perfor-mances techniques de lisolation de faade par lextrieur.
Le nombre de Nusselt constitue un paramtre important dans cette tude. Le nombre de Nusselt est gal au flux thermique total chang travers la paroi (conduction + flux dair convectif) divis par le flux thermique chang travers la paroi par conduction:
Nu = ()Q t o tQconduction
Un nombre de Nusselt dune valeur 1,03 signifie donc que la rsistance thermique totale baisse de 3% par convection ou, au-trement dit, que le flux dair dans un creux non-isol fait baisser de 3% les perfor-mances thermiques du systme disolation de faade par lextrieur.
Les simulations avec une isolation souple, et application dun pare-vent parfait sur lisolation, donnent un nombre de Nusselt de 1,02 1,03. La boucle du flux dair creux joint vertical ouvert laine min-rale fait donc baisser les performances thermiques de maximum 2 3%, cf. illustration 7.
Illustration 6: Reprsentation du flux dair dans un mur avec isolation rigide colle en plein au moyen de mortier-colle et dans un mur avec isolation rigide colle de faon linaire. Et ce pour un mur joints verticaux ouverts ou libres (phase 1) et joints verticaux obturs (phase 2)
Phase 1 Phase 2
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MORTIER-COLLE (coll en plein)
MORTIER-COLLE (coll en plein)
Collage linaire Collage linaire
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Nu = 1.02 - 1.03
La boucle de convection creux joint vertical ouvert laine minrale fait baisser la valeur R globale de 2-3%
Les mesures prsentent encore et toujours des indications de convection aprs obturation des joints verticaux: flux dair entre la laine minrale et lancienne faade (pas dans les simulations)
Illustration 7: La boucle du flux dair creux joint vertical ouvert laine minrale
Illustration 8: Le nombre de Nusselt pour une isolation rigide (EPS)
Haut/bas Libre 2 JVO/m 1 JVO/m 0.5 JVO/m 0 JVO/m
Libre 6.44 1.45 1.19 1.07 1.00
2 JVO/m 1.49 1.191 JVO/m 1.20 1.07
0.5 JVO/m 1.07 1.02
0 JVO/m 1.00 1.00
Nusselt (-)
L'illustration 8 reflte le nombre de Nusselt en fonction du nombre de joints verticaux ouverts par mtre courant (JVO/m) en cas dapplication dun systme disolation de fa-ade par lextrieur avec isolation rigide. Un seul joint vertical ouvert quivaut +/- une ouverture de 600 mm.
Il est conseill dobturer tous les joints verticaux. Dans lillustration 8, cela quivaut un nombre de Nusselt de 1 (rouge), ce qui signifie que le creux non-rempli na pas dim-pact sur les performances thermiques du systme disolation de faade par lextrieur.
Le nombre de Nusselt (vert dans lillustra-tion 8) dmontre que limpact du flux dair dans le creux sur les dperditions de chaleur travers la paroi reste limit 7% pour les si-tuations prsentant 1 joint vertical ouvert par mtre courant en haut et en bas. En outre, on peut dduire du tableau de lillustration 8 (voir les nombres de Nusselt bleu) quobturer uniquement les joints verticaux ouverts en partie suprieure ou en partie infrieure sera en principe suffisant.
6. Conclusion Lors de lapplication dune isolation de faade par lextrieur sur un mur creux, il ne sera pas ncessaire de procder des cots ou efforts supplmentaires pour remplir le creux.
En dautres termes, un creux parfaitement obtur mais non-rempli, comme dans la configuration (C) de lillustration 1, naura aucune influence sur les performances thermiques dune lisolation de faade par lextrieur rigide et naura quune influence minimale (3%) sur les performances thermiques dune isolation de faade par lextrieur souple.
