L isolation en rénovation: dernières nouveautés!

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Yvonne Sénéchal
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1 L isolation en rénovation: dernières nouveautés! Bruxelles Environnement Vers une isolation des murs bien étudiée Arnaud EVRARD UCL Architecture et Climat

2 Objectifs de la présentation Présenter des outils d évaluation du transfert et du stockage de la chaleur et de l humidité dans les parois WUFI ISOLIN Comprendre les phénomènes en jeu et la stratégie qu il faut suivre pour éviter les désordres liés effets de l humidité 2

parois WUFI ISOLIN Comprendre les phénomènes en jeu et la stratégie

3 Plan de l exposé Introduction Logiciels WUFI Outil ISOLIN Conclusions 3

4 INTRODUCTION Pour limiter les consommations d énergie, on peut agir à plusieurs niveaux Pour l enveloppe, on se limite encore souvent à évaluer uniquement les déperditions de chaleur en régime statique Architecture et Climat 4

limite encore souvent à évaluer uniquement les

5 INTRODUCTION Pourtant, outre la chaleur, on constate un transfert d air, de vapeur et parfois d eau liquide MOTEUR DES FLUX? FLUX? Différence de température Différence de pression Différence d humidité relative Différence de pression de vapeur Différence de pression capillaire Vapeur Eau liquide Architecture et Climat 5

FLUX? Différence de température Différence de pression Différence d humidité

6 INTRODUCTION Ces transferts, qui conduisent à une évolution de la température et de la teneur en eau au sein des matériaux, sont principalement liés à la structure poreuse et à la nature des matériaux Insulation materials, éd. Détails A. Evrard 6

matériaux, sont principalement liés à la structure poreuse et

7 INTRODUCTION La conductivité thermique des matériaux est évidemment un paramètre important, mais bien d autres doivent être pris en compte Kingspan 7

8 INTRODUCTION Pour certains matériaux, la présence d humidité ne doit pas être négligée car elle peut influencer les autres paramètres A. Evrard, PhD UCL,

9 INTRODUCTION La courbe de sorption des matériaux doit donc être connue w max w f w 95 Fraunhofer-IBP 9

10 INTRODUCTION Idéalement, même les coefficients d absorption et de redistribution de l eau liquide devraient être connus Absorption Redistribution Fraunhofer-IBP 10

11 INTRODUCTION Certains paramètres des matériaux sont indispensables aux calculs couplés des conditions dynamiques de température et d humidité dans les parois: densité (ρ) porosité (ε) chaleur spécifique (c) conductivité thermique (λ) facteur de résistance à la diffusion de vapeur (µ) taux d humidité à 80 % HR taux d humidité à saturation capillaire (w f ) coefficient d absorption (A) 11

chaleur spécifique (c) conductivité thermique (λ) facteur de résistance à la diffusion de vapeur

12 Logiciels WUFI A. Evrard, PhD UCL, 2008 Fraunhofer-IBP 12

13 Logiciels WUFI Wufi Pro Construction Orientation Inclinaison Propriétés des matériaux, c,, w = f( ) D w = f(w) Conditions initiales (p.ex. humidité de construction) H T w T t t D T p p sat h v p p sat Conditions climatiques température, HR, rayonnement, pluie, vitesse et direction du vent Profils dynamiques de température et d humidité Flux de chaleur et d humidité Fraunhofer-IBP 13

humidité de construction) H T w T t t D T p p sat h v p p sat Conditions climatiques

14 Logiciels WUFI Comportement transitoire - Comparaison de parois A B U = 0,44 W.m -2.K -1 C D E F G U = 0,135 W.m -2.K -1 A. Evrard, PhD UCL,

15 Logiciels WUFI Energie consommée lors d un choc thermique G ~170KJ/m² A ~120KJ/m² U = 0,44 W.m -2.K -1 U = 0,135 W.m -2.K -1 A. Evrard, PhD UCL,

16 Logiciels WUFI MBV Moisture Buffer Value «Capacité d échange d humidité» C. Rode et al.,

17 Logiciels WUFI Chaleur de surface et Chaleur latente Architecture et Climat 17

18 Logiciels WUFI Température de surface? Architecture et Climat 18

19 Logiciels WUFI Ventilation et étanchéité à l air? CSTC WTCB BBRI 19

20 Logiciels WUFI WUFI Plus, Fraunhofer-IBP 20

21 Logiciels WUFI Recherche apropaille, Research partners: Funded by: S. Dubois, ULg, 2012 A. Louis, ULg,

22 Logiciels WUFI Modélisation du système Paille-Tech S (STRAW) 22 A. Evrard, UCL, 2013

23 Logiciels WUFI Comparaison à deux autres parois C (CONCRETE BLOCK INSIDE) X (XPS INSIDE) A. Evrard, UCL,

24 Logiciels WUFI Modèle 3D dans WUFI Plus Zone 1 google, 2013 A. Evrard, UCL,

25 Logiciels WUFI Résultats sur l ambiance intérieur et les surfaces Summer: Straw XPS Concrete Winter: A. Evrard, UCL,

26 Straw XPS Concrete Straw XPS Concrete Straw XPS Concrete Straw XPS Concrete Logiciels WUFI Inertie thermique et régulation de l humidité intérieure CASE 1 NO VENTILATION NO HEATING SYSTEM CASE 2 NO VENTILATION 5 X 1 kw HEATERS CASE 3 VENTILATION: 30m³/pers.h 5 X 1 kw HEATERS CASE 4 VENTILATION: 30m³/pers.h HEAT RECOVERY (85%) 5kW HEATER 26 A. Evrard, UCL, 2013

27 Outil ISOLIN Recherche ISOLIN Phase III, GUIDE ISOLIN A. Branders / A. Evrard / A. De Herde (version.pdf ou papier en français) OUTIL ISOLIN A. Evrard / C. Hermand / A. De Herde (DVD in English) (Ou «Isolation thermique par l'intérieur» dans Google) 27

28 Outil ISOLIN Constat de départ Murs massifs ~ du XVIII ème au XX ème Murs pleins en brique ~ fin XIX ème début XX ème Murs creux «première génération» ~ entre deux guerres Murs creux «deuxième génération» ~ années 70 Murs creux isolés ~ à partir des années 80 Architecture et Climat 28

29 Outil ISOLIN Isoler en mur existant en brique? Architecture et Climat 29

30 Outil ISOLIN Isoler en mur existant en brique? Architecture et Climat 30

31 Outil ISOLIN Isoler en mur existant en brique? Architecture et Climat 31

32 Outil ISOLIN Risques majeurs liés à l isolation par l intérieur Architecture et Climat 32

33 Outil ISOLIN Condensations internes Diagramme d enthalpie Architecture et Climat 33

34 Outil ISOLIN Méthode de Glaser (statique, sans pluie, sans soleil) > Condensations internes Architecture et Climat 34

35 Outil ISOLIN Méthode de Glaser (statique, sans pluie, sans soleil) > Condensations internes Architecture et Climat 35

36 Outil ISOLIN Autres méthodes du même type Logiciel Glasta (Physibel) BS 5250:2002 (GB) règle dite du «5 pour 1» DIN 4108:2001 (DE) Architecture et Climat 36

37 Outil ISOLIN Lutter contre les condensations internes - HIVER Par-vapeur ou Freine vapeur Architecture et Climat 37

38 Outil ISOLIN Lutter contre les condensations internes - ETE Par-vapeur ou Freine vapeur «intelligent» (ou «à mu variable) Architecture et Climat 38

39 Outil ISOLIN Maximiser le potentiel de séchage du mur AVANT APRÈS Architecture et Climat 39

40 Outil ISOLIN Problèmes 2D ou 3D? Architecture et Climat 40

41 Outil ISOLIN Stratégie pour réaliser un système d isolation Architecture et Climat 41

42 Outil ISOLIN 7000 simulations WUFI Pro! Climat extérieur Type de maçonnerie Type d isolant Epaisseur d isolant Climat intérieur Revêtement extérieur Revêtement intérieur préexistant Membrane freine-vapeur Architecture et Climat 42

43 Outil ISOLIN Outil ISOLIN (Tableur Excel) Architecture et Climat 43

44 Outil ISOLIN Outil ISOLIN (Tableur Excel) Architecture et Climat 44

45 Outil ISOLIN Critères d analyse: Limites recommandées et Refus Architecture et Climat 45

46 Outil ISOLIN Exemples de résultats Architecture et Climat 46

47 Outil ISOLIN L ensemble des résultats de simulations sont disponibles Flux de chaleur en surface Flux d humidité en surface Humidité relative au sein de la paroi Teneur en eau au sein de la paroi 47

48 Outil ISOLIN Impact de l orientation et du climat extérieur? Architecture et Climat 48

49 Outil ISOLIN Impact du revêtement au sud-ouest? Architecture et Climat 49

50 Outil ISOLIN Impact du climat intérieur et de la membrane? Architecture et Climat 50

51 CONCLUSIONS 1/3 Il existe des logiciels capables de modéliser les transferts et stockage dynamiques de chaleur et d humidité dans les murs isolés, mais les paramètres des matériaux doivent être connus Pour évaluer les conditions de confort et les consommations énergétiques, le rôle de la ventilation (et de l étanchéité à l air) et de l inertie thermique ne doivent pas être négligés 51

52 CONCLUSIONS 2/3 L isolation par l intérieur des murs existants est souvent la seule possible, mais c est la plus risquée Quand c est possible, préférer une isolation de la coulisse ou par l extérieur A plus long terme, envisager de combiner les trois solutions 52

53 CONCLUSIONS 3/3 Si l on choisi d isoler par l intérieur La méthode de Glaser est sévère Les logiciels WUFI sont puissants mais complexes L outil ISOLIN permet de valider certains choix L exposition aux intempéries est critique Si le murs est exposé, l application d un hydrofuge performant est efficace L accumulation d humidité dans le mur est liée à un revêtement trop étanche à la vapeur à l extérieur L application d une membrane adaptée est recommandée, particulièrement dans une ambiance intérieur humide Les membranes à mu-variable conservent le potentiel de séchage des murs 53

54 Des liens utiles

55 Contact Arnaud Evrard Dr. Ir. Arch. Chargé de recherche à l UCL Coordonnées : 010/ arnaud.evrard@uclouvain.be 55

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