RESTAURATION ENERGETIQUES et environnement du bâti ancien. Renaissance des cités d europe Bordeaux 08/10/2014

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1 RESTAURATION ENERGETIQUES et environnement du bâti ancien Renaissance des cités d europe Bordeaux 08/10/2014

2 PRIORITE des l ANALYSES du bâti ancien Analyse structurelle Analyse architecturale et patrimoniale Analyse du niveau de confort recherché Analyse phonique et ventilation Analyse financière Analyse thermique dynamique selon les principes bioclimatiques pour intégrer les contraintes de analyses précédentes.

3 Bâti ancien : Sol et bâti s adaptent bulbe de tassement

4 La construction s adapte au mouvement des fondations

5 Les planchers et les toitures participent à la stabilité du bâti

6 Terrain instable argile ou fossés

7 Consommation du BATI ANCIEN Selon la consommation réelle mesurée (étude BATAN 2007) On constate un écart de 150 à 500% avec les calculs statiques DPE ou RT2005 ou DPE. Il faut utiliser un logiciel dynamique prenant en compte l hygrométrie des murs lourds ou les consommations réelles

8 Logiciels thermiques et bâti ancien étude BATAN

9 Arrêter les dégâts «ne pas nuire» ne pas imperméabiliser les parois

10 Stockage d humidité dans les murs anciens épais de 50 cm par effet de condensation capillaire

11 Principes de la capillarité des murs pas pour sols ni toits > passage d eau en vapeur Les murs lourds se chargent d eau en hiver et se réchauffent, ils se déchargent en été et se refroidissent (chaleur latente d 1l d eau= J = 694Wh à 20 C) 10T d eau = 6944kWh = 10% du poids de mur pour 100m2 (50% du chauffage et 100% du rafraichissement) L isolant ou le parement capillaire transmet la capillarité au mur réservoir mais ne se charge pas d eau. Ils supportent entre 10 et 30% de leur poids en eau liquide. La condensation se fait dans un capillaire sans point de rosée (gonflement des bois). Mur trop sec, trop humide se désagrège. Liège, Laine Minérale, polystyrène pas capillaires.

12 Joints et enduits capillaire int ou ext

13 La mise en valeur des pierres

14 Ecran de simulation humidité des parois WUFI

15 L effet parois froides La température ressentie par le corps humain «interaction air / parois»

16 Apports solaires selon orientation et inclinaison

17 Efficacité des vitrages

18 La phonique des vitrages 18

19 Comportement Rw (en db) des vitrages Caractéristiques Grave : 125 Hz Aigu: 1000 Hz Commentaires Vitrage mince : 4 mm Vitrage épais plus performant dans les graves que le mince qui est meilleur dans les aigus. Vitrage épais : 10 mm 35 Double vitrage 4/16/4 30 Moins performant que simple vitrage épais Double vitrage 10/12/4 Vitrage feuilleté sécurit (PVB) 8/20/ Meilleur si asymétrie des 2 vitrages 35 Feuilleté classique 38 Vitrage feuilleté acoustique (PVB) 10/12/44.2A Double fenêtre 20 cm d espace à 50 db Amortissement des vibration grâce à un intercalaire film plastique en butyral de polyvinyle type A (Acoustique) La meilleure solution! 19

20 Qualité Phonique des ouvertures extérieures Souvent le maillon faible, à traiter en priorité ; le châssis n est pas prépondérant ; Le double vitrage symétrique est moins performant que le simple vitrage épais ; L épaisseur de la lame d air améliore l efficacité ; Le vitrage feuilleté pour être acoustique doit être PVB A ; La double fenêtre en rénovation est souvent la meilleure solution ; L isolation acoustique est constituée par l ensemble de la fenêtre (accessoires et pose compris) : attention aux entrées d air, à la qualité des joints, à la quincaillerie. 20

21 Comportement des portes Les portes comme les fenêtres, souvent un maillon faible, à traiter en priorité. On parle de «bloc-porte» acoustique car c est l ensemble du système comme pour les fenêtres qui est important : cadre, vantail (plus il est dense, mieux c est), accessoires (joints périphériques, barre de seuil ou joint balai) ; R w de 30 db pour l entrée de gamme à plus de 55 db ; Comme pour les fenêtres, le meilleur système qui est aussi le plus écologique est la double porte (20 à 30 cm de séparation) NB : ne pas oublier d enlever les films en plastique qui protègent les joints au risque de réduire de manière sensible les performances du bloc-porte. De même, il ne faut jamais peindre ces joints. 21

22 Points faibles des ouvertures Entrées d air : à munir d un piège à son lorsqu elles se trouvent du côté du bruit (constitué d un absorbant tapissé sur des chicanes). Pb : encombrement Coffres de volets roulants 22

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25 De nombreuses sources d infiltration d air et nombreux intervenants Les points faibles : 41% Menuiseries 38% Passages électriques 12% Trappes 7% Tuyauterie 2% Structure Source : CETE Ouest 123 logements 2005 ADEME-DGU HC

26 Les premiers centimètres d isolant efficaces Résistance thermique des matériaux m2.k/w Déperdition de la Paroi en kwh/m2 Épaisseur isolant cm

27 La pierre de BORDEAUX Fonctionnement normal : La pierre originelle de BORDEAUX est une pierre calcaire assez poreuse avec 25 à 45% de vide, de résistance mécanique moyenne à faible. Plus la pierre est poreuse plus elle est isolante. Mais si la porosité augmente de 5% la résistance mécanique chute de 40%. Les agressions chimiques thermiques biologiques désagrégent la calcite qui est le ciment calcaire de la pierre. Les parois en moellons de pierre hourdés à la chaux sont moins isolantes à cause du sable ajouté à la chaux. Suite à une usure régulière, la pierre devient plus poreuse (60%) en surface extérieure sur 6 à 12 cm. Cette porosité la rend plus isolante sans diminuer sa résistance mécanique interne. Une légère humidité en hiver qui s évapore correctement en été par les pores de la pierre reste un fonctionnement normal. Cette humidité diminue les chocs thermiques dûs au rayonnement solaire ou au froid qui pourraient faire éclater la pierre par de brusques dilatations. Ces chocs thermiques peuvent être aggravés par une forte isolation intérieure qu il faut limiter sinon en été la pierre encaisse le choc sans pouvoir se décharger vers l intérieur. En hiver la pierre fortement isolée par l intérieur est beaucoup plus froide en profondeur, ceci augmente la sensibilité au gel et accélère son délitement. Dégradation anormale : Les remontées capillaires venant du sol et la condensation venant de l intérieur, chaud et humide en hiver, font migrer des quantités importantes d eau et donc de sels ou d acides à travers la pierre. Ces produits attaquent la pierre et la désagrègent. Le gel agit de même si la pierre est saturée d eau par manque d évaporation en surface. Cette évaporation est bloquée si les pores sont bouchés par des impuretés (peinture, suie, poussière, ciment..). La pierre commence à se fragiliser dans une couche intermédiaire par dissolution de la calcite. Ensuite la croûte extérieure tombe. Si la pierre continue de se fragiliser en profondeur c est grave pour sa durabilité et donc sa stabilité. L état de dégradation de la pierre peut être mesuré par ultrason, ce n est pas destructif. Cela donne une bonne idée de sa conductivité thermique, ce qui permet de caractériser sa porosité Tout produit qui vient obstruer les pores de la pierre augmente fortement l humidité interne. Ceci favorise la concentration des sels et des acides, le gel, les moisissures et la mousse qui désagrègent la pierre en profondeur. ENJEUX : Durabilité des pierres de construction, évaluation de leur qualité thermique et structurelle.

28 Respecter de la pierre de Bordeaux Il faut limiter la saturation en eau de la pierre sur plusieurs mois, donc privilégier la limitation des remontées capillaires et la condensation tout en favorisant l évaporation par les pores de surface de la pierre. Le lavage régulier et un brossage léger des façades non exposées à la pluie est un gage de longévité de la pierre. Il faut éviter toute obstruction mécanique, suie, peinture, ciment, mousse. Seuls les badigeons ou les enduits de chaux aérienne gardent une porosité correcte autant à l extérieur qu à l intérieur. Pour limiter les remontées capillaires par les fondations il faut garder des abords de murs poreux et non étanches à l évaporation (terre battue, trottoir sur sable, planchers bois). On peut limiter la condensation par des parements intérieurs plus ou moins isolants mais poreux. Les parois exposées au soleil nécessitent moins d isolant que celles qui restent froides en hiver et qui favorisent la condensation. Au sud, des boiseries, des tapisseries végétales ou des tentures limitent la sensation de paroi froide et apportent un complément d isolation. La porosité des parements intérieurs et extérieurs améliore l évaporation de l eau condensée dans les murs. De ce fait il faut bien ventiler les intérieurs chauffés pour limiter la condensation. Tous ces phénomènes se complètent et un seul ne suffit pas pour préserver les murs froids. Une trop forte porosité favorise la forte pénétration de la pluie, elle sature la pierre en profondeur et augmente l attaque du gel. L entretien des joints et des enduits ou la mise en place d un badigeon à la chaux aérienne si besoin sur des pierres trop poreuses, favorise leur pérennité. Pour cette raison les nettoyages ne doivent pas être trop agressifs en élargissant les joints ou en augmentant la porosité de surface. Le savonnage est le moins agressif. Les 12 cm extérieurs des pierres ont un comportement particulier. Au mieux, dans le cas d un entretien correct, ils apportent un pouvoir d isolation à la pierre et de protection au gel. Au pire ils sont le siège de toutes les dégradations allant jusqu à la destruction totale de la pierre. -Pour une pierre de 50 cm d épaisseur extraite depuis plus de 100 ans, en bon état et relativement sèche pesant autour de 2300 kg/m3, la résistance thermique R est de 0.9 m².k/w contre 0.2 donné dans la littérature courante. Ce pouvoir isolant 4 fois plus fort explique en partie les différences de consommation de chauffage trouvée entre un calcul ordinaire et la consommation réelle plus faible.

29 Dégradation de la pierre

30 Isolation intérieure ou extérieure quelles limites? ITE traite les ponts thermiques des murs de refend ITI trop importante refroidi les murs et les expose à la condensation forte et au gel en profondeur. Une petite ITE plus efficace qu une grosse ITI Combiner une petite ITI et une petite ITE pour une très bonne efficacité. ITI difficile si boiseries ou tentures intérieures. ITE difficile si pierres ou pans de bois apparents en extérieur. Isolation des murs extérieurs peu efficace si bâtiment très mitoyen, traiter surtout «l effet parois froides»

31 MERCI pour votre attention