Efficacité énergétique des murs Impact des fuites d air sur la performance énergétique

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1 De 2005 à 2010, a participé à un consortium de recherche formé d intervenants de l industrie de la mousse de polyuréthane pulvérisée (MPP) et de l Institut de recherche en construction du Conseil national de recherches. L objectif du projet était d élaborer une méthode pour quantifier l effet combiné de la perte de chaleur due à la conduction et des fuites d air à travers un assemblage de mur. Cette méthode d évaluation, appelée cote énergétique de mur (CEM) est utilisée pour évaluer la performance thermique d un assemblage de mur isolé. Le présent bulletin d information résume brièvement les observations obtenues dans le cadre du projet, les descriptions des assemblages muraux et certains résultats. Au total, seize assemblages muraux ont été évalués dans le cadre de cette recherche. La construction variait quant au type d isolation thermique (fibre de verre, mousse de polyuréthane à alvéoles ouvertes, mousse de polyuréthane à alvéoles fermées), remplissage partiel ou complet des vides muraux avec un isolant thermique, et murs avec ou sans pénétrations (boîtes électriques, conduits, tuyaux, fenêtre). Chacun de ces systèmes muraux est décrit dans le tableau 3 ci-après. Les murs comportaient une ossature de bois en 2x6, une membrane extérieure résistante aux intempéries (polyoléfine thermoliée), des panneaux OSB extérieurs de 11 mm (7/16 po), une isolation des cavités de mur (fibre de verre, mousse de polyuréthane à alvéoles ouvertes ou mousse de polyuréthane à alvéoles fermées), un film de polyéthylène de 6 mils (matériau pare-air/pare-vapeur, dans les murs isolés à la fibre de verre) et des panneaux de gypse intérieurs de 12,7 mm (½ po). Des modèles muraux pleine grandeur (8 pi x 8 pi) ont été construits puis soumis à la séquence de tâches décrite ciaprès. 1) Mesure de la résistance thermique initiale de l assemblage mural dans une boîte pour essais thermiques protégée (sans pression d air, avant l exposition de l assemblage mural aux pressions d air); 2) Détermination du taux de fuites d air initial de l assemblage mural (avant l exposition de l assemblage mural aux pressions d air); 3) Exposition de l assemblage mural à une séquence de pressions d air positive et négative pression d air soutenue, cyclique et en rafales; 4) Détermination du taux de fuites d air de l assemblage mural après l exposition de l assemblage mural aux pressions d air; 5) Mesure de la résistance thermique de l assemblage mural dans une boîte pour essais thermiques protégée après l exposition de l assemblage mural aux pressions d air. Observations Les fuites d air réduisent la résistance thermique et la performance de l isolation thermique des assemblages muraux. Plus le taux de fuites d air à travers un mur est élevé, plus la résistance et la performance thermiques de cet assemblage mural seront réduites. L étanchéité à l air améliore la performance thermique globale du mur. Plus le système mural est étanche, c.-à-d. plus sa résistance aux fuites d air est élevée, moins sa résistance et sa performance thermiques seront réduites. La pratique consistant à faire chevaucher et à fixer un film de polyéthylène, notamment entre les éléments d'ossature, les tasseaux, les cales et les panneaux rigides (tel que permis dans le Code national du bâtiment du Canada de 2005 et 2010, au paragraphe (2)(b)), ne suffit pas à assurer l étanchéité à l air et la continuité du système pare-air. La mousse de polyuréthane de à alvéoles fermées est un matériau pare-air qui peut être utilisé pour l obtention de très faibles taux de fuites d air dans les assemblages muraux. La mousse de polyuréthane de faible à alvéoles ouvertes est aussi efficace pour l obtention de très faibles taux de fuites d air dans les systèmes muraux. Tel: (289) Toll Free: (866) Page 1 de 5 à moins d avoir obtenu au préalable l autorisation par écrit de.

2 Résultats La figure 1 illustre les taux de fuites d air pour les murs CEM-1 à CEM-5, tandis que la figure 2 fournit un sommaire des taux de fuites d air pour les murs CEM-11 et 12 et CEM-AA à DD, après que ces assemblages muraux aient été soumis à un programme de pressions d air comprenant des pressions soutenues, cycliques et en rafales. Les systèmes muraux CEM-1, 5, 11 et 12 font appel à un film de polyéthylène à titre de matériau et de système pare-air. Évalués en fonction de la cible de 0,05 l/(s.m 2 ), du Centre canadien de matériaux de construction (CCMC), les résultats montrent la capacité de l isolant de mousse de polyuréthane à atteindre de très bas taux de fuites d air et l incapacité des films de polyéthylène à fournir une étanchéité à l air lorsque les films sont installés avec chevauchement seulement ou sans êtres scellés adéquatement pour assurer la continuité du système pare-air. Figure 1 Taux de fuites d air des murs CEM-1 à CEM-5, après qu ils aient été soumis à un programme de pressions d air comprenant des pressions soutenues, cycliques et en rafales Note, Figure 1: Les murs CEM-1 et CEM-5 sont identifiés fibre de verre, par contre l élément d intérêt est la combinaison d isolant en fibre de verre et le film de polyéthylène, ce qui accomplit la fonction énergétique principale de ces assemblages : isolation thermique et résistance aux fuites d air. Source : Maref, W., Elmahdy, A.H., Swinton, M.C., Tariku, F. (2009, October). Assessment of Energy Rating of Polyurethane Spray Foam Walls: Procedure and Interim Results. NRCC Conseil national de recherches du Canada. Page 2 de 5 Tél: (289) Sans frais: (866) à moins d avoir obtenu au préalable l autorisation par écrit de.

3 Figure 2 Taux de fuites d air des murs CEM-11 et 12, et CEM-AA à CEM-DD, après qu ils aient été soumis à un programme de pressions d air comprenant des pressions soutenues, cycliques et en rafales Source: Elmahdy, A.H., Maref, W., Swinton, M.C., Saber, H.H., Glazer, R. (2009, October). Development of Energy Ratings for Insulated Wall Assemblies. NRCC Conseil national de recherches du Canada. Les données présentées dans le tableau 1 ci-dessous combinent les taux mesurés de fuites d air et de performance thermique des assemblages muraux, ainsi que les cotes CEM basées sur ces mesures. Les mesures ont été obtenues après que les murs aient été soumis à un programme de pressions d air comprenant des pressions soutenues, cycliques et en rafales. La valeur CEM sans fuites d air représente la cote CEM maximale que le mur pourrait atteindre s il n y avait pas de fuites d air. La différence entre les deux cotes CEM illustre l effet des fuites d air dans la réduction de la performance thermique d un assemblage mural. Page 3 de 5 Tél: (289) Sans frais: (866) à moins d avoir obtenu au préalable l autorisation par écrit de.

4 Tél: (289) Sans frais: (866) Tableau 1 Fuites d air, résistance thermique et cote CEM des systèmes muraux Mur Taux de fuites d air mesuré à 75 Pa (L/(s.m 2 )) Résistance thermique initiale mesurée RSI o (m 2 K/W) R o (ft 2.hr. F/Btu) Sans fuites d air Cote efficacité énergétique (CEM) moins bon 0 CEM 100 meilleur Avec fuites d air à 75 Pa CEM-1 0, ,7 76,9 CEM-2 0, ,7 88,3 CEM-3a 0, ,6 88,5 CEM-3b 0, ,0 84,9 CEM-4 0, ,9 86,5 CEM-5 0, ,6 60,6 CEM-AA 0, ,9 88,4 CEM-BB 0, ,9 87,2 CEM-CC 0, ,1 87,7 CEM-DD 0, ,7 85,6 CEM-11 0, ,7 84,9 CEM-11a 0, ,7 86,9 CEM-12 0, ,6 80,5 CEM-13 0, ,4 76,0 CEM-14 0, ,0 84,4 CEM-15 0, ,2 91,0 Le tableau 2 résume les résultats moyens par type de matériau pare-air et de méthode d étanchéisation à l'air. Ces données illustrent l efficacité de l isolant de mousse de polyuréthane pour atteindre un haut degré d étanchéité à l air relativement facilement. Les faibles taux de fuites d air des murs isolés au moyen de mousse de polyuréthane pulvérisée signifient que comme isolant thermique, ce matériau offre également un rendement supérieur en matière de performance thermique. Tableau 2 Moyennes : fuites d air, résistance thermique et cote CEM des assemblages muraux par type de matériau et de système pare-air Assemblages muraux Taux de fuites d air mesuré à 75 Pa (L/(s.m2)) Résistance thermique initiale mesurée RSI o (m 2 K/W) R o (ft 2.hr. F/Btu) Cote efficacité énergétique (CEM) Sans fuites d air Avec fuites d air à 75 Pa Polyéthylène films chevauchés, non scellés CEM-1, 5, 11 0,364 3,093 17, ,1 Polyéthylène films chevauchés et scellés CEM-11a, 12 0,094 3,015 17,02 86,7 83,7 MPP de à alvéoles fermées CEM-2, 3a, (1) 0,032 3,24 18,40 87,4 86,5 3b, 4, 14, 15 à alvéoles ouvertes CEM-AA, BB, (2) 0,023 3,31 18,81 87,9 87,2 CC, DD, 13 (1) Données pour CEM-15 non incluses parce que ce mur comporte un remplissage complet des cavités de murs, alors que CEM-2, 3, 4, 14 sont des installations avec remplissage à moitié des cavités de murs. (2) Données pour CEM-13 non incluses parce que ce mur comporte un remplissage à moitié des cavités de murs, alors que CEM-AA, BB, CC, DD sont des installations avec remplissage complet des cavités de murs. Page 4 de 5 à moins d avoir obtenu au préalable l autorisation par écrit de.

5 Mur Type d isolant thermique Tableau 3 Détails de la construction des assemblages muraux Détails des murs CEM-1 fibre de verre Mur de référence, sans pénétrations, prises de courant intérieures et extérieures, film pare-vapeur en poly serré et chevauché mais non scellé CEM-2* MPP de Mur de référence, sans pénétrations, prises de courant intérieures et extérieures; MPP remplissant les cavités de murs à moitié CEM-3a* MPP de CEM-3b* MPP de Mur avec pénétrations; MPP remplissant les cavités de murs à moitié; jonction fenêtre/mur scellée avec mousse monocomposant CEM-4* MPP de Épaisseur de l isolant (mm) 76 Mur sans pénétrations; MPP remplissant les cavités de murs à moitié 93.6 Mur avec pénétrations, prises de courant intérieures et extérieures; MPP remplissant les cavités de murs à moitié; jonction fenêtre/mur scellée avec mousse monocomposant CEM-5 fibre de verre Mur de référence semblable à CEM-1, avec pénétrations, prises de courant intérieures et extérieures; film pare-vapeur en poly serré et chevauché mais non scellé; jonction fenêtre/mur scellée avec boudin de polyéthylène et isolation de fibre de verre CEM-AA* CEM-BB* CEM CC* CEM-DD* film de polyéthylène servant de pare-vapeur mais non de matériau pareair Mur avec pénétrations; MPP remplissant les cavités de murs au complet; jonction fenêtre/mur scellée avec mousse monocomposant; film de polyéthylène servant de pare-vapeur mais non de matériau pare-air jonction fenêtre/mur scellée avec mousse monocomposant; film de polyéthylène servant de pare-vapeur mais non de matériau pare-air Mur avec pénétrations; MPP remplissant les cavités de murs au complet; film de polyéthylène servant de pare-vapeur mais non de matériau pareair CEM-11 fibre de verre Mur semblable à CEM-1 mais sans pénétrations; avec étanchéisation au périmètre du mur et aux prises de courant; film pare-vapeur en polyéthylène serré et chevauché (matériau pare-air principal) CEM-11a fibre de verre Mur sans pénétrations semblable à CEM-1, avec étanchéisation au périmètre du mur et étanchéisation améliorée aux prises de courant; film pare-vapeur en polyéthylène chevauché et scellé (matériau pare-air principal) CEM-12 fibre de verre Mur avec pénétrations; jonction fenêtre/mur scellée avec mousse monocomposant; film pare-vapeur en polyéthylène chevauché et scellé selon CNB 2005 CEM 13* CEM-14* CEM-15* MPP de MPP de * Sablière double scellée (calfeutrant) Mur sans pénétrations; MPP remplissant les cavités de murs à moitié; pour étudier l effet des vides sur la performance thermique du mur; film de polyéthylène servant de pare-vapeur mais non de matériau pare-air Mur sans pénétrations; MPP remplissant les cavités de murs à moitié 55 pour étudier l effet de l élimination des vides sur la performance thermique globale du mur 118 Tél: (289) Sans frais: (866) Page 5 de 5 à moins d avoir obtenu au préalable l autorisation par écrit de.