Protocole de Kyoto en 1997 Premier texte qui contient des objectifs quantifiés et un calendrier

1MAISON INDIVIDUELLE Produits en béton

>I En savoir plus I Thermique

Protocole de Kyoto en 1997

Premier texte qui contient des objectifs quantifiés et un calendrierPour la France :

– stabilisation des émissions de gaz carbonique (à effet de serre) à l’horizon 2008-2012 à celles du niveau de 1990

– division par 4 de la consommation d’énergie en 2050

Les réglementations thermiques avant 2000 Exigences sur la consommation

d’énergie :– chauffage (renforcement de l’isolation

thermique).

Les réglementations thermiques depuis 2000 Exigences sur la consommation d’énergie :

– ventilation, chauffage, refroidissement, éclairage et eau chaude sanitaire

Exigences sur le confort d’été :– inertie thermique, protection solaire…

Exigences revues à la hausse tous les 5 ans 2000, 2005, 2010… 2050

Un peu d’histoire

Choc pétrolier en 1973• Prise de conscience de

notre totale dépendance au pétrole

• Nécessité de maîtrise de la consommation énergétique dans le secteur du bâtiment



Géométrie du bâtiment

Caractéristiques thermiques réelles

du bâtiment

Ubat

VentilationÉclairage

ChauffageE.C.S.

Cep Refroidissement

Géométrie du bâtiment

Caractéristiques thermiques réelles

du bâtiment

Ubat

VentilationÉclairage

ChauffageE.C.S.

Cep Refroidissement

Géométrie du bâtiment (sauf pour les baies)

Caractéristiques thermiques de

référence du bâtiment

Ubatref

Ventilation de référence Éclairage référence

Chauffage de référenceE.C.S.

référence

CeprefRefroidissement

de référence

Géométrie du bâtiment (sauf pour les baies)

Caractéristiques thermiques de

référence du bâtiment

Ubatref

Ventilation de référence Éclairage référence

Chauffage de référenceE.C.S.

référence

CeprefRefroidissement

de référence

En ce qui concerne le calcul et l’exigence sur la consommation d’énergie …

La RT2005Comment être règlementaire ?

Deux méthodes pour être réglementaire :

– par le calcul en réalisant un bilan énergétique complet, heure par heure durant une année pleine

– en utilisant une solution technique (solution à points du ministère, d’un industriel, d’un syndicat, d’un maître d’ouvrage…)

Cep = coefficient énergie primaire

Cepref = coefficient énergie primaire de référence



- …et en ce qui concerne le calcul et l’exigence sur le confort d’été…

Géométrie

Ventilation Apports internes

Facteurs solaires

Inertie

TicDonnées climatiques

Exposition au bruit

Masques

Géométrie

Ventilation de référence

Apports internes

Facteurs solaires de référence

Inertie de référence

TicrefDonnées climatiques Exposition au bruit

Masques

Géométrie

Ventilation de référence

Apports internes

Facteurs solaires de référence

Inertie de référence

TicrefDonnées climatiques Exposition au bruit

Masques


Deux objectifs à concilier :

– En hiver et demi-saison, augmenter et valoriser les apports solaires (importants vitrages au sud…)

– En été, éviter les surchauffes et la climatisation (protections solaires, inertie thermique, sur-ventilation nocturne…)

Tic : Température intérieure théorique

Ticref : Température intérieure de référence



Avec le calcul, quatre conditions

à vérifier : La consommation d’énergie globale du

bâtiment (éclairage, refroidissement, chauffage, eau chaude et ventilation) doit être inférieure à une consommation de référence Cepréf

(obligation de résultat).

La consommation d’énergie en chauffage, en eau chaude et en refroidissement doit être inférieure à une consommation maximale Cepmax (obligation de résultat pour les bâtiments d’habitation).

La température intérieure en été doit être inférieure à une température de référence Ticréf (obligation de résultat).

Les caractéristiques thermiques de l’enveloppe et des systèmes doivent respecter les garde-fous (obligation de moyen).


Cep ≤ Cepref

Tic ≤ Ticref



Obligation de résultatObligation de résultat

Performance

OK

limites

Cepréf, Cepmax

Tiréf

Interdit d’être moins performant

que la limite

Obligatoire d’être aux limites

ou plus performant

Interdit d’être moins

performant que le garde-fou G

ard

e fo

u

Réf

éren

ce

Performance

Obligation de moyenObligation de moyen

Autoriser à être entre les deux limites mais à

compenser par ailleurs

Au-delà de la référence, bonus

qui permet de compenser ou de

valoriser





NS

E

O



Murs 18 %

Ponts thermiques 18 % Plancher bas 22 %

Toit 13 %

Renouvellement d’air 13 %

Menuiseries 16%

La RT2005 les parois

L’enveloppe du bâtiment

– Les parois opaques : les planchers bas, intermédiaires et hauts, les façades

– Les parois vitrées : les fenêtres, les baies, les portes fenêtres…

– Les ponts thermiques : partie de l’enveloppe du bâtiment où la résistance thermique, par ailleurs uniforme, est modifiée de façon sensible

Origines des déperditions thermiques



Performant

Murs blocs creux de 20 cm + 10 cm

d’isolant PSE th38

Murs de briques pleine de 11 cm

d’épaisseur

Murs Bloc creux béton de 10 cm

0,12 2,86

Murs blocs creux béton de 20 cm

0,23 Rparoi

Caractéristiques des matériauxConductivité thermique utile en W/(m.K)

caractéristique intrinsèque d’un matériau

plus elle est faible, plus le matériau est isolant

Caractéristiques des paroisRésistance thermique Rparoi en m².K/W

caractéristique thermique d’un produit ou d’une paroi

plus elle est élevée et plus la paroi est isolante

Coefficient de transmission thermique U en W/(m².K)

flux thermique à travers un 1m² de paroi pour une différence de température de 1 Kelvin

plus il est faible et plus la paroi est isolante

La RT2005 les parois

Performant

Acier Les bétons Les isolants

50

W/(m.K)

2 à 0,10 0,05 à 0,02



Façade enduite en bloc creux béton de 20 cm avec un complexe isolant rapporté à l’intérieur

10 cm isolant th38 10 cm isolant th32

R de la paroi 2,9 3,4

U de la paroi 0,33 0,28

Isolation par

l’intérieur

Isolation intégrée

Isolation par

l’extérieur

Isolation répartie

Configuration courante en maison individuelle

Flèches horizontales : transfert thermique

Flèches courbes oranges et bleues : échange thermique entre ambiance et mur



Origine • interruption ou altération de

l’isolation de la paroi (ex : jonction entre les menuiserie et la paroi, fixation métallique)

• une différence entre les surfaces intérieure et extérieure d’une partie de l’enveloppe du bâtiment (ex : liaisons entre parois)

Unité• Pont thermique linéaire en

W/(m.K) (ex: liaison plancher bas et façade)

• Pont thermique ponctuel en W/K (ex : fixation métallique dans une paroi)

Impact• énergétique (augmentation de

la consommation• condensation, humidité

(salissures, moisissures)• déformations (dégradations,

fissurations)

Traitement des ponts thermiques

Au niveau des menuiserie : Isolation dans le plan des

ouvertures

Au niveau des planchers intermédiaire : Rupteur de pont thermique dans le cas d’une

isolation rapportée à l’intérieur Isolation rapportée à l’extérieur

La RT2005 les ponts thermiques





Définition de l’inertie thermique

C’est le potentiel de stockage thermique d’une paroi ou d’un ouvrage.

– Les parois qui contribuent en général le plus à l’inertie d’un bâtiment sont d’abord les planchers lourds, puis les refends lourd, puis les façades isolées par l’extérieur (ou à isolation intégrée) puis celles à isolation répartie.

– La propriété des constructions à forte inertie thermique est de conserver une température stable et de se réchauffer ou de se refroidir lentement.

Le béton est un matériau à forte inertie thermique.

L’inertie thermique est conditionnée par une propriété appelée capacité thermique (quantité de chaleur mise en réserve lorsque on élève la température de 1°C). Celle du béton est de l’ordre de 2500 kj/(m3.k).

Apports de l’inertie En été : diminution importante

de la température intérieure (confort d’été), permet d’éviter la climatisation si le bâtiment est bien conçu et/ou rafraîchi la nuit.

En demi-saison, récupération des apports solaires gratuits s’ils sont important (gain en confort et réduction de la période de chauffage).

En hiver, le bilan est plus contrasté :

– gain significatif de chauffage pour les bâtiments à occupation continue et avec de forts apports solaires.

– pour les bâtiments à occupation discontinue et surtout si les apports solaires sont faibles, l’inertie peut s’avérer pénalisante.

La RT2005 L’inertie thermique



La théorie

…à l’extérieur De la température, du vent,

de la pluie, de l’humidité, du rayonnement solaire…

…à l’intérieur De la température et de l’humidité (ventilation et production de vapeur d’eau par l’activité humaine)

Dans un mur, la répartition de la température et de l’humidité est en permanente évolution en fonction…

La RT2005 L’hygrothermie

Les conditions optimales de confort :Température de 18 à 20°C, hygrométrie de 40 à 60°C, écart entre la température de surface et l’intérieur : 3°C.

CHAQUE MATÉRIAU EST CARACTÉRISÉ …

… transfert de chaleur :- Conductivité thermique

- Chaleur spécifique

… transfert de vapeur d’eau :- Perméabilité à la vapeur d’eau

- Isotherme d’adsorption



La pratique

Enduit de façade imperméable à

l’eau (pluie) mais très perméable à

la vapeur

Isolant intérieur moins perméable à la vapeur d’eau ou dans certains cas muni d’un pare-vapeur

Maçonnerie en blocs bétonBonnes caractéristiques hygro-thermiques pas de condensation

Diagramme de Mollier Autre configuration possible permettant de profiter pleinement des performances hygrothermiques du béton de bloc (régulateur d’humidité) : enduit de façade perméable à la vapeur d’eau – isolant extérieur perméable à la vapeur d’eau – maçonnerie en béton – enduit ou plaque de plâtre intérieur.

La RT2005 L’hygrothermie

Documents

Protocole de Kyoto en 1997 Premier texte qui contient des objectifs quantifiés et un calendrier