isoler de façon étanche au vent et à l air, et pourtant ouverte à la diffusion

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1 isoler de façon étanche au vent et à l air, et pourtant ouverte à la diffusion les règles de base pour isoler d une façon durable et efficace Confédération de la Construction 6 novembre 2008 Pourquoi isoler? 1) raisons financières 2) raisons stratégiques 3) raisons écologiques 4) confort 1

2 Pourquoi isoler? (2) Raisons financières - construction neuve installation plus petite et rénovation - durée d emploi moins de coûts d énergie - en cas de vente augmentation de valeur Pourquoi isoler? (3) Confort diminution des sensations de froid du refroidissement rapide de la surchauffe de la vitesse de circulation de l air des risques d air trop sec 2

3 quelques notions : λ R, U, K, E valeur lambda; [W/(m.K)] coefficient de conductibilité thermique d un materiau indique à quel degré le matériau conduit la chaleur Plus la valeur est petite, mieux le matériau est isolant. R T Résistance thermique totale d une paroi [(m².k)/w] R T =R e +d 1 / 1 +d 2 / 2 + +d m / m +R a1 +R a2 + +R an +R i U coefficient de conductibilité thermique d une paroi [W/(m².K)] (valeur U, avant valeur k) Quantité de chaleur qui passe par une paroi dans des circonstances stationnaires, par seconde, par m² en par degré de différence de température. Plus la valeur U est petite, mieux la paroi est isolante. U=1/R T K valeur K d un bâtiment [-] degré d isolation thermique globale d un bâtiment. E valeur E d un bâtiment [-] degré de consommation d énergie primaire d un bâtiment. Quelques coefficients λ W/m.K Isolant λ = 0,04 0,10 m Béton cellulaire λ = 0,12 0,30 m Résineux sec λ = 0,14 0,35 m Bloc terre cuite λ = 0,24 0,60 m Verre λ = 0,82 2,05 m Béton λ = 1,70 4,25 m Acier λ = 45 Zinc λ = 113 Aluminium λ = 203 Aluminium λ = 203 Cuivre λ = 384 3

4 le décret d isolation et l EPBD Le décret d isolation (Flandre / Wallonie / Bruxelles) la valeur K tient compte de la valeur U des éléments de construction les ponts thermiques la compacité La directive européenne EPBD la valeur E tient compte de la façon dont l eau de robinet chaude est produite la ventilation et l infiltration l ensoleillement et la production de chaleur interne le besoin de conditionnement de l air l énergie primaire et durable En Belgique, il y a encore tout un chemin à parcourir 1. Les épaisseurs d isolation imposées/recommandées/appliquées sont médiocres. 4

5 Epaisseurs d isolation en murs

6 épaisseur d isolation parois Europe 2001 épaisseur d isolation de parois [mm] source : EURIMA En Belgique, il y a encore tout un chemin à parcourir 1. Les épaisseurs d isolation imposées/recommandées/appliquées sont médiocres. 2. Il y a peu d attention pour les ponts thermiques. 6

7 isolation sans ponts thermiques Un pont thermique est une interruption dans l enveloppe isolante du bâtiment source: Ponts thermiques 7

8 Ponts thermiques Ponts thermiques 8

9 ponts thermiques En hiver, certains ponts thermiques deviennent visibles même sans caméra thermique. source: Westfälische Dachwoche 2001, Eslohe Ponts thermiques 9

10 les 2 critères pour juger les ponts thermiques pertes de chaleur supplémentaires, pont apparent pour la chaleur température de surface intérieure plus basse: risque de condensation FROID ligne 14 CHAUD source: Physibel Erreur de conception 10

11 Pose incorrecte Manque de précision 11

12 Pont thermique Erreur de fabrication 12

13 Manque de soin et de réflexion Ponts thermiques 13

14 perte de chaleur à cause de ponts thermiques U mur U fenêtre t e A mur A fenêtre dimensions extérieures t i perte de chaleur simplifiée unidimensionnellement = (U mur x A mur + U fenêtre x A fenêtre ) x (t i -t e ) source: Iakob, B. Vandermarcke perte de chaleur à cause de ponts thermiques U 3 A 3 U A 2 1 A 4 U 5 t e A 1 U 2 U 4 A 5 dimensions extérieures t i perte de chaleur unidimensionnelle plus correcte = (U 1 x A 1 + U 2 x A 2 + U 3 x A 3 + U 4 x A 4 + U 5 x A 5 ) x (t i -t e ) source: Iakob, B. Vandermarcke 14

15 apparition de condensation la cause fréquente de dégâts à la construction : l air chaud qui se refroidit dépose une partie de la vapeur d eau qu il contenait teneur en eau maximale [g/m³] température [ C] parce que l air froid ne peut pas contenir autant d humidité que l air chaud exemple : climat hivernal selon DIN 4108 température extérieure : -10 C teneur en eau maximale : 2,1 g/m³ humidité de l air relative : 100% condensation : 6,55 g/m³ condensation refroidissement climat hivernal selon DIN 4108 température intérieure : +20 C teneur en eau maximale : 17,3 g/m³ humidité de l air relative : 50 % humidité de l air absolue : 8,65 g/m³ source: pro clima - Moll sensibilité à la condensation 16,1 température extérieure ,4 7,7 18,8 14,8 10 cm d isolant moisissures = saleté, mauvaises odeurs, allergie, dégradation température intérieure + 20 source: Das Niedrigenergiehaus, W. Feist 30 cm de briques 15

16 Quelques coefficients λ W/m.K Isolant λ = 0,04 0,10 m Béton cellulaire λ = 0,12 0,30 m Résineux sec λ = 0,14 0,35 m Bloc terre cuite λ = 0,24 0,60 m Verre λ = 0,82 2,05 m Béton λ = 1,70 4,25 m Acier λ = 45 Zinc λ = 113 Aluminium λ = 203 Cuivre λ = 384 le principe de l isolation thermique mouvement d air = transport de chaleur isolation thermique = enfermer l air dans les pores seul l air sec et immobile est isolant source : pro clima - Moll 16

17 mesurer la valeur d un isolant appareil pour mesurer la valeur thermomètre échantillon de l isolant plaque chauffante échantillon de l isolant thermomètre isolation étanchéité à l air source: pro clima - Moll étanchéité au vent face extérieure 17

18 Celit 4D, panneau de sous-toiture étanche à l eau et au vent Celit 4D, panneau de sous-toiture isolant et pourtant solide 18

19 Ecole provinciale à Jodoigne Posé avec bavette de sécurité 19

20 en Belgique il y a encore tout un chemin à parcourir Les épaisseurs d isolation imposées / conseillées / appliquées sont médiocres. Il y a peu d attention pour les ponts thermiques. La mise en oeuvre suivant les règles d art est rare. il y a des fentes autour de et à travers l isolant l étanchéité au vent manque à l extérieur l étanchéité à l air manque à l intérieur La mise en oeuvre dans les règles de l art est rare. L étanchéité à l air du côté intérieur fait défaut. 20

21 La mise en oeuvre selon les règles d art est rare. Les raccords de l isolant sont souvent mauvais (photo 24/10/2005) Question de choix 21

22 Courants de convection apparition de condensation la cause fréquente de dégâts à la construction : l air chaud qui se refroidit dépose une partie de la vapeur d eau qu il contenait teneur en eau maximale [g/m³] température [ C] parce que l air froid ne peut pas contenir autant d humidité que l air chaud exemple : climat hivernal selon DIN 4108 température extérieure : -10 C teneur en eau maximale : 2,1 g/m³ humidité de l air relative : 100% condensation : 6,55 g/m³ condensation refroidissement climat hivernal selon DIN 4108 température intérieure : +20 C teneur en eau maximale : 17,3 g/m³ humidité de l air relative : 50 % humidité de l air absolue : 8,65 g/m³ source: pro clima - Moll 22

23 étanchéité à l air du côté intérieur Dans notre climat, en hiver, la pression de vapeur est plus haute à l intérieur qu à l extérieur ( période la plus critique). C est pourquoi l écran à l air doit être placé en principe du côté intérieur de l isolant. La vapeur reste alors dans la zone chaude, ce qui réduit le risque de condensation. source : la composition correcte face extérieure étanche au vent sous-toiture, couche de protection de l isolation face intérieure étanche à l air freine-vapeur, étanche à l air source : pro clima - Moll 23

24 étanchéité à l air pour limiter les pertes de chaleur la convection et les pertes d énergie 1 m² de construction isolée avec écran étanche à l air 14 cm d isolation ouverte à la diffusion 1m conditions climatiques: à l intérieur +20 C, 50 % HR à l extérieur -10 C, 80 % HR 14 cm 1m la valeur U théorique : la valeur U correspondante avec une fente de 1 mm : 0,3 W/[m 2.K] 1,44 W/[m².K] facteur 4,8 source : pro clima Moll; mesure : Institut für Bauphysik, Stuttgart, DBZ 12/89 24

25 étanchéité à l air pour éviter les dégâts à la construction l humidité : diffusion et convection 1 m² de construction isolée 14 cm d isolation ouverte à la diffusion 1m conditions climatiques: à l intérieur +20 C, 50 % HR à l extérieur -10 C, 80 % HR 14 cm 1m la diffusion en hiver : la convection à travers une fente de 1 mm : 0,5 g/[m 2.jour] 800 g/[m.jour] facteur 1600 source : pro clima Moll; mesure : Institut für Bauphysik, Stuttgart, DBZ 12/89 25

26 l étanchéité à l air pour éviter l air trop sec à l intérieur en hiver l air intérieur trop sec en hiver Des courants d air indésirables suite à une étanchéité à l air défectueuse mènent à un climat intérieur trop sec en hiver. teneur maximale en eau (g/m³) température ( C) exemple : climat hivernal selon DIN 4108 température extérieure : -10 C teneur en eau maximale : 2,1 g/m³ humidité de l air relative : 80 % humidité de l air absolue : 1,7 g/m³ source : réchauffement pro clima climat hivernal selon DIN 4108 température intérieure : +20 C teneur en eau maximale : 17,3 g/m³ humidité de l air absolue : 1,7 g/m³ humidité de l air relative : 9,9 % 26

27 l étanchéité à l air pour une bonne protection contre la pénétration de la chaleur protection contre la chaleur estivale La chaleur passe à travers la construction non étanche à l air. Le retardement de phase n est pas aussi grand que l on avait calculé. source: pro clima - Moll 27

28 protection contre la chaleur estivale Si l écran à l air a été placé de façon correcte, la chaleur doit conquérir pore après pore. Le retardement de phase se réalise comme on l avait calculé. source : pro clima - Moll l étanchéité à l air pour que le système de ventilation fonctionne bien 28

29 l étanchéité à l air ventilation à double flux chambre à coucher salle de séjour lavoir SL SL = sèche-linge échangeur de chaleur Quand l étanchéité à l air est défectueuse, la ventilation à double flux n a pas le rendement souhaité à cause des courants de fuite avec de l air extérieur L air aspiré est plus froid que prévu, de sorte que l air inspiré n est pas chauffé suffisamment. L air insufflé est en partie perdu. une ventilation suffisante dans toutes les pièces n est pas garantie. l étanchéité à l air c est la base de l isolation acoustique et de la résistance au feu 29

30 définitions diffusion µ coefficient de résistance à la diffusion (mu) [ - ] indique combien de fois un certain matériau permet moins de diffusion que l air immobile. plus la valeur µ est petite, plus il y a diffusion. pour l air immobile, la valeur µ est 1 par définition. Potentiel µd dépaisseur de d air équivalente [m] prévention des dégâts indique au bâtiment avec : quelle épaisseur d air immobile correspondent une couche de matériau ou plusieurs couches ensemble en matière de diffusion de vapeur. résistance à la diffusion source : 30

31 Étanche à l air à l intérieur comme à l extérieur isolation sur toute la hauteur des chevrons µd=300m µd=50m diffusion calculée selon DIN 4108 augmentation humidité en période hivernale normale 16 g/m² séchage en période estivale normale 44 g/m² différence = réserve de séchage 28 g/m² source : pro clima - Moll Comparaison des quantités de condensation eau/m² (g) étanche à la diffusion à l'extérieur, µd = 300m WT (g/m²) WV (g/m²) DW (g/m²) source : m 100m 50m 30m 2,3m 2,3m vochtgestuurd valeur µd à l'intérieur pro clima - Moll

32 Étanche à l air à l extérieur, ouvert à l air à l intérieur isolation sur toute la hauteur des chevrons µd = 300m µd = 2,3m diffusion calculée selon DIN 4108 augmentation humidité en période hivernale normale 312g / m² séchage en période estivale normale 607g / m² différence = réserve de séchage 295g / m² source : pro clima - Moll Comparaison des quantités de condensation eau/m² (gr) étanche à la diffusion à l'extérieur, µd = 300m WT (g/m²) WV (g/m²) DW (g/m²) source : m 100m 50m 30m 2,3m 2,3m vochtgestuurd valeur µd à l'intérieur pro clima - Moll

33 Comparaison des quantités de condensation eau/m² (gr) étanche à la diffusion à l'extérieur, µd = 300m WT (g/m²) WV (g/m²) DW (g/m²) source : m 100m 50m 30m 2,3m 2,3m vochtgestuurd valeur µd à l'intérieur pro clima - Moll Comparaison des quantités de condensation eau/m² (gr) étanche à la diffusion à l'extérieur, µd = 300m WT (g/m²) WV (g/m²) DW (g/m²) source : m 100m 50m 30m 2,3m 2,3m s'adapte à valeur µd à l'intérieur l'humidité pro clima - Moll

34 Valeur µd en fonction de l humidité variable valeur µd [m] 8 6 DA DB+ INTELLO humidité moyenne de l'environnement (%) Comparaison des quantités de condensation eau/m² (gr) étanche à l'air à l'extérieur, µd=300m WT (g/m²) WV (g/m²) DW (g/m²) valeur µd à l'intérieur m 100m 50m 30m 2,3m 2,3m s'adapte à Source : pro clima - Moll l'humidité

35 la composition idéale face extérieure : aussi ouverte que possible à la vapeur Celit, SOLITEX, sous-toiture ouverte à la diffusion face intérieure : pas plus étanche à la vapeur que nécessaire freine-vapeur pro clima DB+ (µd = 2,3m) ou INTELLO source : pro clima - Moll LA MAISON PASSIVE L appellation maison passive: des critères précis Besoin en énergie de chauffage: Maximum 15 kwh/m².an Besoin en énergie finale: Degré d étanchéité à l air: Maximum 42 kwh/m².an n50 < 0,6 renouvellement/h 35

36 contrôle de l étanchéité à l air pour chaque application le bon matériel WINCON contrôle de l étanchéité à l air vérification de l étanchéité à l air après la mise en oeuvre BLOWERDOOR mesure de l étanchéité à l air détermination de la valeur n 50 de l enveloppe du bâtiment source : pro clima - Moll contrôle de l étanchéité à l air Comment se déroule un test d étanchéité à l air? source : pro clima - Moll A cause de la dépression de 50 Pa l air extérieur rentre par les fuites dans l écran à l air. Ce flux d air est le plus souvent repéré à la main. La visualisation se fait à l aide laide de tubes de contrôle. L utilisation d une caméra thermique permet de travailler plus vite et de détecter les plus petits défauts. 36

37 Test Blower Door Test Blower Door 37

38 Ponts thermiques 38