Physique du Bâtiment III: Les parties opaques de l enveloppe

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Maxime Beauchamp
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1 Plannin du cours Physique du Bâtiment III: Les parties opaques de l enveloppe Cours Date Matière du cours 1 18 septembre Flux de chaleur, valeur U 2 25 septembre Isolation des murs, bilan thermique net 3 2 octobre Ponts thermiques, pertes vers le sol 4 9 octobre Condensation superficielle 5 16 octobre Flux de vapeur, méthode de Glaser 6 23 octobre Condensation / assèchement, méthode des pascal-jours 7 30 octobre Résumé/Questions & TEST 8 6 novembre Réflexion / absorption du son, isolation acoustique 9 13 novembre Protection contre les bruits extérieurs / intérieurs novembre Protection contre les bruits de choc, installation techniques novembre Thermocinétique 12 4 décembre Résumé/Questions & TEST Physique du Bâtiment III Cours 6:1

assèchement, méthode des pascal-jours 7 30 octobre Résumé/Questions & TEST 8 6 novembre Réflexion / absorption du son, isolation acoustique 9 13 novembre Protection contre les bruits

2 Flux de vapeur, méthode de Glaser Retour sur l Exercice Série 5 J vap,i e = λ vap Δx p vap,i p vap,e Zone de condensation déterminée par la méthode de Glaser p(x) Flux de vapeur: 1516 Pa p vap (x) 1100 Pa 700 Pa J vap,i ci = J vap,ce e = = 773 m = 493 m J vap,i ci 207 Pa Ce qui condense dans le mur: 7 cm 13 cm ci ce zone de condensation x c = J vap,i ci J vap,ce e = 280 m Physique du Bâtiment III Cours 6:2

3 Rèles en matière de condensation dans les parties opaques Dans la zone de condensation, pas de matériau présentant des risques de corrosion, de moisissure ou de décomposition. En hiver, la quantité d eau condensée < 1 Sur tout l hiver, la quantité d eau condensée < 500 Quantité d eau se résorbant durant l été > quantité d eau se condensant durant l hiver m 2 Dans les toitures chaudes, elle ne doit pas excéder sur tout l hiver 10 m2 dans la zone comprise entre la couche d isolation et celle d étanchéité La barrière de vapeur doit toujours se trouver du côté chaud Source: Soprema AG, toiture chaude avec EPt véétalisation extensive (pare-vapeur, isolant, étanchéité) Physique du Bâtiment III Cours 6:3

hiver m 2 Dans les toitures chaudes, elle ne doit pas excéder sur tout l hiver 10 m2 dans la zone comprise entre la couche d isolation et celle d étanchéité La barrière de

4 Condensation sur l hiver Eau condensée dans le mur: c = J vap,i ci J vap,ce e = 280 par heure m < 1 OK! 2 ème rèle Eau condensée dans le mur sur l hiver: G c = 280 m 24 h 60 j = j hiver Suisse m 2 < 500 m 2 OK! 3 ème rèle Quantité d eau se résorbant durant l été > quantité d eau se condensant durant l hiver 4 ème rèle Comment déterminer la quantité d eau qui se résorbe pendant l été? Physique du Bâtiment III Cours 6:4

5 Assèchement ou désorption estivale, une vérification de la 4 ème rèle θ i = 12 C, φ i = 70% p vap,i = 979 Pa J vap,ci i p(x) p vap (x) J vap,ce e 7 cm 13 cm 0 cm ci ce 30 cm θ e = 12 C, φ e = 70% p vap,e = 979 Pa x Hypothèses (pessimistes): θ e = θ i = 12 C, φ e = φ i = 70% Dans la zone de condensation on a 100% d humidité relative et 12 C Annexe A.2.2 zone de condensation J vap,ce e = = 420 m J vap,ci i = = 780 m d J vap,ci i + J vap,ce e = 1200 m Physique du Bâtiment III Cours 6:5

= φ i = 70% Dans la zone de condensation on a 100% d humidité relative et 12 C Annexe A.2.2 zone de condensation J vap,ce e = 0.

6 Assèchement ou désorption estivale, une vérification de la 4 ème rèle Eau résorbée dans le mur: d = J vap,ci i + J vap,ce e = 1200 par heure m Eau résorbée dans le mur sur l été: G d = 1200 m 24 h 90 j = j été Suisse m 2 G c = m 2 OK! Quantité d eau se résorbant durant l été > quantité d eau se condensant durant l hiver 4 ème rèle Y-a-t-il un moyen de simplifier les calculs? Oui! Par la méthode des pascal-jours. Physique du Bâtiment III Cours 6:6

7 Méthode des pascal-jours int. Hypothèse: 1 plan de condensation (c) à la limite de l isolation et du côté froid c ext. Méthode: Déterminer l épaisseur de la couche d air équivalente intérieure et extérieure de part de d autre du plan de condensation La quantité d eau condensée G c et la condition d assèchement dépendront de et Définition: La couche d air équivalente Sd j (m) pour chaque matériau d épaisseur d j (m) est: Sd j = λ vap,air λ vap,j d j avec: λ vap,air = 0.64 m h m Pa au final: = = int ext Sd j Sd j Physique du Bâtiment III Cours 6:7

quantité d eau condensée G c et la condition d assèchement dépendront de et Définition: La couche d air équivalente Sd j (m) pour chaque

8 Méthode des pascal-jours, couche d air équivalente Questions: Déterminer les couches d air équivalentes de - 10 cm de Brique de terre cuite creuse, - 15 cm d EPS, mm de pare-vapeur en polyéthylène. Indice: Il est énéralement tabulé μ = λ vap,air λ vap,j, et: μ brique = 15, μ EPS = 60, μ PE = Sd j = λ vap,air λ vap,j d j Réponses: - 10 cm de Brique (μ brique = 15): 1.5 m d air - 15 cm d EPS (μ EPS = 60): 9 m d air mm de PE (μ PE = ): 20 m d air Unités des λ vap : m/(h m Pa) on trouve aussi: m/(h m mm H) Unité de μ: - (plus facile) Physique du Bâtiment III Cours 6:8

Indice: Il est énéralement tabulé μ = λ vap,air λ vap,j, et: μ brique = 15, μ EPS = 60, μ PE = 100 000 Sd j = λ vap,air λ vap,j d j Réponses: - 10 cm

vap,e j λ vap,air p vap,i p vap,c j j=1 k 1 λ vap,air p vap,c p vap,e j j=1 J vap,i c c = λ vap,air p vap,i p vap,c

9 Méthode des pascal-jours, quantité d eau condensée Eau condensée est donnée par: c J vap,i c J vap,c e int. J vap,c e Avec les couches d air équivalentes et : 1 k G c = k j=1 λ vap,air p vap,i p vap,c j λ vap,air p vap,c p vap,e j λ vap,air p vap,i p vap,c j j=1 k 1 λ vap,air p vap,c p vap,e j j=1 J vap,i c c = λ vap,air p vap,i p vap,c λ vap,air p vap,c p vap,e Somme sur k heures d hiver (d où l indice k): c = ext. = A k B k Physique du Bâtiment III Cours 6:9

10 Méthode des pascal-jours, extrait du tableau des A k et B k A k et B k tabulés en m en fonction du lieu et de l humidité relative intérieure Pré-calculés au moyen des conditions climatiques du lieu pour un local chauffé à 20 C Qu en est-il de la désorption estivale? réit par le paramètre m j Physique du Bâtiment III Cours 6:10

des conditions climatiques du lieu pour un local chauffé à 20 C Qu en est-il de

11 Méthode des pascal-jours, le paramètre m j Condensation annuelle donnée par: G c = A a B a Les valeurs de A k et B k sont remplacées par leurs valeurs annuelles (indice a) Condition pour l assèchement complet du mur sur une année: G c 0 En mettant ces éléments ensemble on obtient: G c = A a B a 0 A a B a m j Inutile de tabuler A a et B a, on donne directement le rapport des deux que l on définit m j Au final, condition d assèchement du mur: m j Physique du Bâtiment III Cours 6:11

En mettant ces éléments ensemble on obtient: G c = A a B a 0 A a B a m j Inutile de tabuler A a et B a, on donne

12 Méthode des pascal-jours, limites de la méthode Méthode facile à utiliser, mais ne fonctionne pas sur certains cas pour lesquels le plan de condensation n est pas clair. Rappel de l hypothèse: 1 plan de condensation (c) à la limite de l isolation et du côté froid Physique du Bâtiment III Cours 6:12

13 Limiter les risques de condensation dans les murs ext. Pour diminuer drastiquement les risques de condensation, on peut faire appel à une façade ventilée Ventilation du mur par une lame d air du côté froid de l isolant Physique du Bâtiment III Cours 6:13

peut faire appel à une façade ventilée Ventilation du mur par

14 Limiter les risques de condensation dans les toits Pour les structures léères telles que les toitures Utiliser un pare-vapeur accolé à l isolation du côté chaud (intérieur) Le pare-vapeur ralentit le flux de vapeur en direction des zones plus froides de la structure (où les risques de condensation sont les plus importants) Attention: Le pare-vapeur doit être parfaitement scellé, même un infime petit trou pour énérer une importante condensation potentielle. Source: Soprema AG, toiture chaude avec EPt véétalisation extensive (pare-vapeur, isolant, étanchéité) Physique du Bâtiment III Cours 6:14

sont les plus importants) Attention: Le pare-vapeur doit être parfaitement scellé, même un infime petit trou pour énérer une importante condensation

15 Résumé Assèchement du mur en été 12 C, 70% HR G d = d 24 h 1 j 90 j > G c = c 24 h 1 j 60 j 4 ème rèle Méthode des pascal-jours Condensation G c = A k B k A k et B k tabulés en m - Définition d un plan de condensation zones int et ext - Calcul des couches d air équivalentes = int Sd j et = ext Sd j Couche d air équivalente pour chaque matériau Sd j = λ vap,air λ vap,j d j = μ d j Méthode des pascal-jours Condition d assèchement m j m j tabulés Physique du Bâtiment III Cours 6:15

- Calcul des couches d air équivalentes = int Sd j et = ext Sd j Couche d air équivalente pour chaque matériau Sd j = λ

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