2.1 Votre hypothèse :

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1 Problématique : Comment optimiser énergétiquement son isolation thermique? Compétences du Socle commun Je sais regrouper dans un même document plusieurs éléments (texte, image, tableau, son, graphique, vidéo ). Je sais créer, modifier une feuille de calcul, insérer une formule. Je sais réaliser un graphique de type donné. Je sais utiliser un outil de simulation (ou de modélisation) en étant conscient de ses limites. Capacités disciplinaires visées Identifier des solutions qui permettent de réduire des pertes énergétiques Comparer, sur différents objets techniques, les solutions techniques retenues pour répondre à une même fonction de service Modifier tout ou partie d'une structure ou d'un assemblage pour satisfaire une fonction de service donnée. Mettre en place et interpréter un essai pour définir, de façon qualitative. une propriété donnée. Classer de manière qualitative plusieurs matériaux selon une propriété simple à respecter Travail de la séquence : Nous avons vu en classe précédemment, qu il est désormais essentiel de construire autrement les habitations modernes! En effet, la maison du futur devra avant tout être économe en énergie. Vous avez émis en classe, certaines hypothèses pour répondre à cette problématique. Votre travail va donc consister à mener une investigation pour confirmer ou non l hypothèse qu il est possible d économiser de l énergie en améliorant l isolation thermique d une habitation et ainsi optimiser sa performance énergétique. Introduction : Pour optimiser l isolation thermique d une habitation, vous allez devoir étudier les différentes façons d isoler. Vos investigations vont vous mener à appréhender les isolants, à connaître leurs caractéristiques afin de pouvoir les comparer. Vous allez également devoir vous familiariser avec la performance énergétique d une habitation et ainsi vous pencher sur les outils pour la mesurer. Vous allez être amené à faire un diagnostique de performance énergétique (DPE) et ainsi utiliser un logiciel qui se nomme «Archimist». Situation de départ! Pour pouvoir, vous permettre de confirmer ou non l hypothèse de départ, vous allez être mis dans la situation où votre logement dans l état actuel à été diagnostiqué, en classe énergétique E avec une consommation de 297 Kwhep/m².an. Si après vos efforts d amélioration de l isolation thermique, vous parvenez à améliorer votre classe énergétique, alors vous aurez gagné votre défi et pourrez donc répondre par l affirmative à l hypothèse de départ. Pistes à suivre pour mener votre investigation! Utilisation d un logiciel de calcul de p e r f o r m a n c e é n e r g é t i q u e «Archimist» qui vous servira à faire un diagnostique de la consommation en énergie de votre habitation. Afin d améliorer ma performance énergétique, je vais devoir changer mon isolant, pour atteindre les objectifs énoncés ci-contre. Mais comment peut-on dire qu un isolant est meilleur qu'un autre? Sur quels critères peut-on comparer des isolants? (voir dossier ressource) Faire un choix d isolant, puis effectuer les modifications sur le logiciel de calcul de performance énergétique. Si le résultat est conforme aux résultats attendus, alors vous pourrez répondre l affirmative à l hypothèse de départ! Dans l autre cas, il faudra peut-être réessayer avec un autre isolant et recommencer le DPE! Le schéma ci-dessous, représente les objectifs de gains énergétiques dans l habitat

2 Travail demandé : 1. Vous allez devoir aller sur un poste informatique équipé du logiciel «Archimist», puis ouvrir le projet de notre maison type. Vous pouvez constater, comme la copie d écran cicontre l indique que cette habitation est assez énergivore. Votre travail consiste à modifier l isolation thermique, mais pour cela vous devez appréhender toutes les subtilités des matériaux isolants. 2. Tous les matériaux réagissent-ils de la même manière face à la chaleur? 2.1 Votre hypothèse : Hypothèses à vérifier : Vous allez devoir mettre en place un protocole de test pour pourvoir répondre à cette question. Comment peut-on vérifier qu un matériau est plus isolant qu un autre et comment constater, si chaque matériau réagit différemment face à la chaleur? Vous allez devoir mettre en place un banc d essai thermique afin de tester la résistance thermique de différents matériaux en votre possession. 2.1 Mise en place d un banc d essais Comment allez-vous faire pour tester les différents isolants pour l ossature fournis en classe? Expliquez! Comment établir un protocole de test pour pouvoir comparer, puis classer les différents isolants? Le matériel dont vous disposez et le banc d essai, d un thermomètre à sonde et d une source de chaleur (résistance). 2.2 Votre hypothèse s est-elle vérifiée? Matériau isolant dans la maison Béton Brique Bois Sans isolant 2.3 Choix du matériau pour l ossature de la maison :

3 Entre deux matériaux isolants, le plus épais est-il toujours le plus efficace? Votre hypothèse : Hypothèse à vérifier : Pour cela, répondez aux questions suivantes en vous aidant du dossier ressource des magasins «LEROY MERLIN» et de la vidéo de l émission «C est pas sorcier» sur l isolation thermique. Vous avez pu constater lors de l activité précédente que chaque matériau réagit différemment face à la chaleur! Les questions ci-dessous, vont vous aider à comprendre le fonctionnement des isolants. 3. Qu est-ce qu un matériau isolant? Quelles propriétés doit avoir un matériau isolant? Quelle est la différence fondamentale entre un matériau conducteur et un matériau isolant? 5. Qu est-ce que la conductivité thermique? Pour un être un bon isolant, la conductivité thermique doit-elle être élevée ou non? Qu est-ce que la résistance thermique? Pour bien isoler, la résistance thermique doit-elle être élevée ou non? 7. Que représente cette photo? Pourquoi faire ce type de photo? Que représente toutes ces couleurs? Votre hypothèse s est-elle vérifiée?

4 8. Compléter ci-dessous le tableau comparatif des matériaux isolants en vous aidant du dossier ressource Caractéristiques pour une épaisseur de 100 mm Produits Coût en,, Conductivité thermique Résistance thermique R Critères Laine de verre 0,032 à 0,040 3,12 à 2,50 excellent rapport qualité/prix peu conductrice acoustiquement. Incombustible naturellement.

5 9. La documentation technique de Leroy Merlin est assez complète, mais malgré tout, il manque un élément essentiel qui permettrait d identifier plus facilement l épaisseur nécessaire d un isolant afin d obtenir la résistance thermique souhaitée! Nous devons trouver les informations utiles plus rapidement, donc l élément manquant sera visuel pour faciliter le choix du consommateur. Travail demandé : 9.1 Comment pourrait-on trouver sur un même document toutes les informations nécessaires au choix d un isolant (résistance thermique & épaisseur)? Quel logiciel nous permettrait de résoudre ce problème? 9.2 Allez sur un poste informatique, puis ouvrer le fichier «Calcul de la résistance thermique» 9.3 Compléter le fichier en vous aidant du document ressource de «Leroy Merlin» 9.4 Compléter les cellules en utilisant les formules disponibles sur ce type de logiciel. 9.5 Calculer la résistance thermique de chaque isolant. 9.6 Faîtes une mise en forme du tableau obtenu. 9.7 Faîtes un graphique du tableau précédent. 9.8 Répond-il au problème posé au départ? Si oui, imprimer le document obtenu. Collez ici le graphique obtenu :

6 10. Compléter les schémas ci-dessous en indiquant votre choix pour chaque type d isolant (naturel, synthétique, minéral). Ce choix doit être réalisé afin d obtenir une résistance thermique de 5 ou plus. Choix 1 Choix 2 Choix 3 Choix isolant naturel Isolant Ossature parpaing 20 Choix isolant synthétique Isolant Ossature parpaing 20 Choix isolant minéral Isolant Ossature parpaing 20 Epaisseur Epaisseur Epaisseur Plaque de plâtre BA13 Plaque de plâtre BA13 Plaque de plâtre BA13 Vous indiquerez également le choix qui vous semble le plus pertinent pour isoler cette habitation. Argumentez votre choix (en parlant du prix, de choix écologique, etc ) 11. Afin d améliorer la performance énergétique de notre habitation type, vous allez devoir changer son isolant pour atteindre les objectifs énoncés dans la page 1/6. Vous avez comparé dans l activité précédente les principaux matériaux isolants. Vous avez également effectué un choix. Effectuer les modifications sur le logiciel de calcul de performance énergétique. Si le résultat est conforme aux résultats attendus, alors vous pourrez répondre l affirmative à l hypothèse de départ! Dans l autre cas, il faudra peut-être réessayer avec un autre isolant et recommencer le DPE! Indiquer la valeur du nouveau bilan : KW/hep/m².an Après votre utilisation du logiciel «Archimist», vous indiquerez, si vous avez ciblé d autres domaines ou il serait possible d économiser de l énergie.