DuPont Energain, panneaux à inertie thermique: Ils réduisent les pics de température et donc de surchauffe dans les bâtiments de faible inertie

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1 DuPont Energain, panneaux à inertie thermique: Ils réduisent les pics de température et donc de surchauffe dans les bâtiments de faible inertie Basés sur le changement de phase d un matériau à base de paraffine, les panneaux DuPont Energain, proposent une solution passive innovante qui permet d obtenir des moyennes de température intérieure de confort (TIC) dans des constructions à faible inertie, avec des coûts semblables à ceux de constructions classiques en béton ou en brique. La technologie DuPont Energain est basée sur le changement de phase d un composé de paraffine, inséré entre deux couches d'aluminium. Les panneaux Energain sont disponibles en dimensions de 1 m x 1,2 m x 5,26 mm, ils sont bordés d une bande d'aluminium qui assure l étanchéité. Les gélules de cire de paraffine sont ensachées de manière étanche par un composant copolymère. Chaque panneau pèse 5,4 kg. Principe de fonctionnement et installation : Si la température est inférieure à 20 C, la cire reste à l état solide. Lorsqu elle atteint 22 C, en raison de l ensoleillement ou de la chaleur intérieure (personnes, matériels, cheminée) elle passe de la phase solide à la phase liquide, en absorbant la chaleur de la pièce, qui est ainsi stockée dans le panneau. Lorsque la température redevient inférieure à 20 C, la cire se solidifie à nouveau, libérant et restituant la chaleur à l intérieur de la pièce. DuPont détient un brevet qui assure que le matériau (composé de copolymère/cire/aluminium) conserve sa résistance mécanique lorsque que la paraffine est dans la phase liquide. De nombreux tests ont été réalisés lors du développement du produit, en laboratoire comme en situation réelle pour assurer des performances cohérentes et fiables. Les panneaux Energain s installent sur des murs intérieurs ou des cloisons, des plafonds ou sur la partie intérieure de murs extérieurs, ils se posent derrière les plaques de plâtre ordinaires de 1/6

2 finition. Ils se coupent sur mesure avec mêmes outils que ces derniers. Après la coupe, chaque partie découpée doit être étanchéifiée avec la bande d'aluminium adhésive DuPont. Le panneau peut être fixé par vissage, clouage ou agrafage en fonction de la nature du support. L inertie thermique, un facteur de gestion de la température intérieure La température idéale d une pièce se situe généralement entre 16 /17 C et 26 /27 C et dépend de critères liés à la fois à la construction et l aménagement du bâtiment (degré d activité, humidité, température des murs, matériels domestiques ) et à la perception subjective des occupants (âge, sexe, activité, vêtements portés, etc.) Dans les bâtiments de faible inertie (par exemple à ossature bois ou métal, ), l obtention de ces températures de confort nécessite des systèmes de chauffage, de climatisation ou de ventilation renforcée, surtout en cas de forte chaleur, qui ont une incidence non seulement sur les coûts de fonctionnement et le bien-être des occupants, mais aussi sur l émission de CO 2 comme présenté ci-dessous: Schéma 1 : Impact de l inertie thermique sur la performance énergétique du bâtiment. L inertie thermique, avec sa capacité à absorber et stocker la chaleur, représente une option complémentaire de gestion passive de la température d une pièce. L inertie thermique et la performance thermique d un bâtiment Un bâtiment aux murs massifs et épais possède une inertie thermique naturelle qui lui permet de créer un effet agréable de confort, lors d une journée d'été chaude par exemple. Par contre, pour ressentir le même effet de confort dans un bâtiment de faible inertie, il est impératif d installer un système de refroidissement consommateur d énergie. Il faut savoir qu en Europe, 40% de la consommation énergétique est dûe aux bâtiments. Et le chauffage et la climatisation en représentent la plus grande part, environ 70% 1. 2/6

3 Tous les moyens permettant d améliorer la performance thermique des bâtiments sont donc à considérer, afin de réaliser des économies d énergie, et de réduire les émissions de CO 2. DuPont TM Energain est un produit tout à fait innovant, qui permet d ajouter de l inertie thermique aux bâtiments qui en manquent, et donc de combiner les avantages d une construction de faible inertie (coûts et délais de constuction réduits, flexibilité) avec le confort d une construction traditionnelle sans coût d énergie supplémentaire. Schéma 2 : Impact de l inertie thermique sur la température pendant une année 2. Le schéma ci-dessus compare une simulation de probabilité de température > 26 C entre une construction modulaire légère standard sans inertie thermique et une construction équipée de DuPont Energain en complément d inertie thermique et ce, dans les conditions de la zone climatique modérée de l'europe occidentale. Un panneau DuPont Energain, installé dans le plafond, permet à la température ambiante d'être maintenue à moins de 26 C sur toute l année ou presque. Sans ce complément d inertie thermique, cette température pourrait être maintenue seulement sur 4/5 e de l'année. L inertie thermique, l isolation et la ventilation sont complémentaires dans les performances énergétiques d un bâtiment Très souvent, on se demande si une excellente isolation suffit à compenser les manques d inertie thermique. Les matériaux d isolation, par leur nature même, n agissent que faiblement en inertie thermique puisqu ils ont, de fait, une faible conductivité thermique (plus la conductivité est faible, meilleure est l isolation). Les matériaux à inertie thermique sont définis par leur conductivité et leur capacité hautement spécifique à maximiser la chaleur qui peut être stockée par Kg de matière. Isolation et inertie thermiques sont complémentaires. Tandis que l isolation réduit au minimum les transferts de chaleur ou de froid au travers de l enveloppe du bâtiment, le panneau à inertie thermique absorbe la chaleur excessive à l intérieur du bâtiment, la stocke et peut la restituer pour maintenir une température intérieure douce (inter saison, hiver) 3/6

4 Pourquoi la température d une pièce est importante La température d une pièce est importante non seulement pour la perception de confort et de bienêtre de ses occupants mais aussi parce qu elle joue un rôle majeur sur le rendement humain et/ou la concentration (voir schéma 3), notamment dans les bureaux. Schéma 3 : Décroissance de rendement humain par rapport à la température 3 Dans les constructions à faible inertie, l inertie thermique peut aider à obtenir des températures stables et confortables avec une faible consommation d énergie, en raison d une sollicitation moins importante du chauffage et/ou de la climatisation. DuPont Energain - une nouvelle génération d inertie thermique Le matériau d inertie thermique le plus communément utilisé dans le bâtiment est le béton. DuPont Energain, matériau à changement de phase (MCP) est une nouvelle solution d inertie thermique capable d absorber, de stocker et de restituer d énormes quantités de chaleur comparativement aux petits changements de température qui interviennent lors du changement de son état physique, par exemple lorsqu il passe de l état solide à l état semi souple. Ce matériau a une capacité de stockage de chaleur latente plus importante par unité de volume que beaucoup de matériaux conventionnels comme le béton. La chaleur latente représente la quantité d'énergie absorbée/sortie lors d un changement de phase, sans changement de la température du matériau. Plus la capacité de stockage de chaleur du matériau à inertie thermique est forte, plus il peut absorber et stocker de chaleur excessive par masse de kg et contribuer à réguler la température d une pièce. Les panneaux DuPont Energain d une épaisseur de 5,26 mm absorbent jusqu à 515 KJ/m² à C. Cette capacité élevée de stockage de chaleur permet non seulement d éviter les pics de température ambiante (jusqu'à 7 C d absorption maximum), mais aussi de réduire la consommation d énergie jusqu à 15% en chauffage jusqu à 35 % en climatisation. Selon une étude menée par le professeur Joseph Virgone, de l'université de Lyon, France, pour déterminer le ratio de capacité épaisseur/énergie optimum, 10 mm de DuPont Energain ont une 4/6

5 capacité d inertie thermique comparable à un béton de 80 mm. Une épaisseur accrue au-dessus de ces valeurs n'aboutit pas à un gain significatif de capacité d'énergie. (Voir le schéma 4) Comment calculer l impact de l inertie thermique Un calcul dynamique est nécessaire pour évaluer le bénéfice apporté par l inertie thermique du panneau Energain de DuPont dans les bâtiments. Il existe des logiciels de calculs qui permettent d évaluer l impact de l inertie sur le confort et la performance énergétique du bâtiment. Par exemple le logiciel «Pleiade-Comfie» permet de simuler la performance d un bâtiment, intégrant DuPont Energain dans ses murs. Schéma 4 : Etude du Prof. Joseph Virgone, Université de Lyon, France 5/6

6 Auteurs : Jacques Gilbert, DuPont de Nemours (Luxembourg) S.à r.l. Ulrike Koster, DuPont de Nemours (Luxembourg) S.à r.l. DuPont Building Innovations DuPont de Nemours (Luxembourg) S.à r.l. Rue Général Patton L-2984 Luxembourg energain@lux.dupont.com Site Web : DuPont et Energain sont des marques ou des marques déposées de E.I. du Pont de Nemours and Company ou de ses sociétés affiliées. Les recommandations concernant les méthodes, l utilisation des matériaux ainsi que les précisions concernant les types de construction sont basées sur l expérience et les connaissances actuelles de DuPont. Elles sont données en toute bonne foi et destinées à servir d informations aux architectes, entrepreneurs et fabricants. Nous vous recommandons néanmoins d effectuer les tests nécessaires afin de vérifier que nos produits sont bien adaptés à l utilisation prévue. Nous nous réservons le droit de modifier ces informations à tout moment en fonction des nouvelles connaissances ou expériences, étant donné qu il nous est impossible de connaître d avance toutes les variantes des conditions d une utilisation finale. DuPont n assume aucune responsabilité concernant l utilisation des présentes informations. Par ailleurs, la présente publication ne saurait constituer une licence d utilisation, pas plus qu elle ne saurait être destinée à suggérer des moyens de violation de tous droits de brevets existants. 1 European Energy Portal, 2 Source DuPont 3 Olli Seppänen, Williman J. Fisher (Helsinki University of Technology Institute of Heating Ventilating and Air Conditioning Espoo, Finland), David Faulkner (Lawrence Berkeley National Laboratory Environmental Energy Technologies Division Indoor Environment Department Berkeley, CA 94720): Control of temperature for health and productivity in offices, summary of various studies 6/6