1 FICHE OX «Enveloppes de bâtiments performantes avec solutions techniques ou architecturales minimisant la part des ponts thermiques dans les déperditions» 1. Contexte Enjeux La performance d une enveloppe de bâtiment est caractérisée par un ensemble de paramètres : - déperditions thermiques limitées ; - inertie adaptée ; - perméabilité à l air réduite ; - apports solaires en hiver, protection solaire en été ; - acoustique agréable à l intérieur ; - éclairage naturel présent ; - sans parler de l intégration au site. L ensemble de ces paramètres joue un rôle sur la consommation énergétique et sur le confort des occupants. L isolation thermique est un moyen essentiel pour limiter les déperditions de l enveloppe. Un de ses points faibles est le «pont thermique», qui devient d autant plus critique que l isolation est renforcée par ailleurs (parois opaques et parois vitrées). Il va bien sûr dépendre du mode constructif, du mode d isolation, de l assemblage des composants d enveloppe (Attention : les ponts thermiques ne doivent pas être confondus avec les fuites d air caractérisant la perméabilité de l enveloppe et qui sont également une autre cause de déperditions incontrôlées). On estime que la part des ponts thermiques dans les déperditions par les parois, peut représenter jusqu à 20 ou 25% sur des bâtiments récents, voire plus si aucune précaution n est prise. En outre, la présence des ponts thermiques peut causer des dégradations de l enveloppe, côté intérieur, par l apparition de condensations. Dans le contexte réglementaire actuel, RT2000 [1], les ponts thermiques sont bien sûr pris en compte [2], avec certaines limites hautes à ne pas dépasser (des garde-fous cf. 4), suivant le type de bâtiment ; pour l instant l exigence réglementaire n est pas encore très forte mais il est prévu un renforcement de celle-ci en 2005 (à noter: pour les bâtiments à usage autre que d habitation, le garde-fou des ponts thermiques ne s appliquera qu en 2004 cf. 4). On parle en général de déperditions linéiques pour qualifier les déperditions par les ponts thermiques, en référence aux liaisons du type dalle de plancher/mur extérieur ; mais on parle aussi aujourd hui de déperditions ponctuelles (ponts thermiques tridimensionnels) en référence avec une jonction du type angle de trois parois (ex. plancher avec deux murs verticaux) ; il est aussi question des ponts thermiques structurels tels que ceux qui apparaissent par exemple aux points de fixation de certaines parois comme les doublages [4].
2 2. Techniques Solutions Avant d étudier les moyens de limiter les ponts thermiques, il convient de les situer sur l enveloppe et de situer leur importance relative, en fonction notamment du mode constructif et du mode d isolation. Pour simplifier, on peut situer les ponts thermiques d une part aux différentes liaisons entre les parois principales des bâtiments : murs extérieurs (ou donnant sur des locaux non chauffés), planchers, murs de refends, plafonds, toitures ; d autre part autour ou via des éléments insérés dans les parois extérieures : fenêtres (en particulier menuiseries métalliques à cause de leur conductivité élevée), portes, grilles de ventilation, On rencontre essentiellement trois principes d isolation de l enveloppe, qui ont des comportements différents vis à vis des ponts thermiques : - isolation par l intérieur ; - isolation répartie ; - isolation par l extérieur. Le premier principe est en général le moins performant vis à vis des ponts thermiques ; le troisième principe est en général le plus performant ; mais ce n est pas vrai dans tous les cas ou pour toutes les parties sensibles de la construction ; et il existe des solutions pour limiter, dans les cas défavorables, l importance des ponts thermiques (cf. ci-après et Annexe Technique). Il est important de souligner que le choix d un type d isolation, entraîne des conséquences également sur l inertie du bâtiment, que l on peut souhaiter plus ou moins forte, suivant notamment le type d usage du bâtiment, son environnement. Les habitudes constructives jouent aussi un rôle dans ces choix, pas forcément toujours adaptés ; on trouve ainsi souvent des isolations par l intérieur dans les immeubles collectifs, alors que l inertie serait probablement un gain de confort dans ces locaux à occupation continue. En Annexe technique sont montrés différents points sensibles où se situent des ponts thermiques. Des exemples montrent les écarts (coefficient ψ caractérisant le pont thermique cf. 4) tantôt entre les différents modes d isolation précédents, tantôt pour un même mode d isolation donné mais avec différentes solutions d améliorations. Comme on le voit, les écarts peuvent être très importants. Les fabricants d isolants, les fabricants d éléments de construction (briques, éléments de parois, ), les fabricants de menuiseries (notamment les menuiserie métalliques), sont concernés par ces questions des ponts thermiques et ils proposent des solutions (murs à isolation répartie, isolants à positionner aux liaisons, rupteurs de ponts thermiques pour les dalles, menuiseries métalliques à rupture de pont thermique, ). En Annexe Technique sont données les coordonnées de syndicats et de fabricants, ainsi que des exemples de procédés, techniques ou produits dont les applications permettent de contribuer à la réduction des déperditions par les ponts thermiques. Il est évident que des discussions doivent avoir lieu dans le cadre du développement du projet de construction, entre le maître d ouvrage, l architecte, l ingénieur béton (on touche à la structure), le thermicien (c est lui qui doit proposer les améliorations, en monter la nécessité, l impact), le bureau de contrôle (voir par exemple la question de sécurité incendie ; d où la présence de plaques coupe feu dans les rupteurs de ponts thermiques), l acousticien éventuellement (par exemple la mise en place d un rupteur en bout de dalle peut diminuer l isolement acoustique entre deux appartements
3 superposés ; ou bien l isolation par l extérieur peut être plus défavorable à la transmission du bruit routier vers l intérieur du bâtiment [5]). 3. Bâtiments Applications Tous les bâtiments nouveaux du secteur résidentiel (individuel ou collectif) et du secteur tertiaire sont concernés par les présentes opérations exemplaires visant la performance des enveloppes avec limitation des ponts thermiques. 4. Sélection et suivi des opérations L enveloppe des bâtiments sélectionnés doit être globalement performante, du point de vue de ses déperditions par les parois, exprimées au travers du coefficient Ubât [2] : coefficient Ubât coefficient Ubât réf. 10% Avec, le respect des valeurs de référence concernant les coefficients U des différentes parois (cf. art. 10 de l Arrêté du 29/11/00 [1]). Par rapport à la limitation des ponts thermiques (coefficients de déperditions associés), le tableau ci-dessous résume d une part les valeurs des garde-fous réglementaires [1] et les exigences que l on se fixe dans le cadre des présentes opérations : Rappel : L8 : linéaire de la liaison périphérique des planchers bas avec un mur. L9 : linéaire de la liaison périphérique des planchers intermédiaires ou sous comble aménageable avec un mur. L10 : linéaire de la liaison périphérique des planchers hauts autres que sous combles ou rampants ou parois horizontales des combles aménagés. Coefficient ψ maximum réglementaire (article 34) (W/m.K) [moyenne pour chacun des linéaires L8, L9 et L10] Coefficient ψ maximum opérations exemplaires (W/m.K) [moyenne pour chacun des linéaires L8, L9 et L10] Maison individuelle Autre bâtiment à usage d habitation Bâtiment à usage autre que d habitation 0,99 1,10 1,35 (en 2004) 0,65 0,75 0,99 Comme on le voit, les valeurs ci-dessus concernent uniquement trois types de ponts thermiques ; or, dans le projet, il faut compter également d autres ponts thermiques : angles, refends, poutres, appuis de fenêtres, etc. Le projet éligible, pour les présentes opérations, devra mettre en évidence les efforts réalisés pour minimiser tous ces autres ponts thermiques. Le maître d ouvrage devra s engager, avec son équipe de construction, à mettre en œuvre des techniques et procédés (de construction, d isolation, d optimisation) tels que ceux listés plus haut, destinés à limiter les déperditions par les ponts thermiques.
4 Il n y pas de restriction ou d exigence quant au mode constructif et au mode d isolation. Le suivi des opérations, par l ADEME se fera par : - participation aux réunions de concertations de l équipe de réalisation du projet, pour vérifier la bonne adéquation avec les objectifs ci-dessus ; - vérification des cahiers des charges (CCTP des lots gros œuvre, isolation, menuiseries, ) ; - vérifications en cours de chantier, sur la mise en place des procédés (isolation, réduction des ponts thermiques) ; - participation à la réception du chantier. L engagement du maître d ouvrage, à ces différents stades du projet, sera évalué. Le maître d ouvrage devra fournir une évaluation du surcoût engendré par la mise en œuvre de la solution performante choisie (Ubât Ubât réf. 10% et ψ ψ max OX) par rapport à la solution de référence (Ubât Ubât réf. et ψ ψ max régl.). Le financement apporté par l ADEME sera calculé sur la base de ce surcoût, et pourra être modulé suivant les performances obtenues : - au niveau du projet : coefficients Ubât et ψ (performances théoriques) ; - au niveau de la réalisation : moyens mis en œuvre pour atteindre les performances ci-dessus. 5. Bibliographie [1] Arrêté du 29/11/00 relatif aux caractéristiques thermiques des bâtiments nouveaux et des parties nouvelles de bâtiments, JO n 277 du 30/11/00 [2] Règles Th-Ubât (cinq fascicules dont n 5 Ponts Thermiques), juin 2001 [3] Guide pratique «L isolation thermique Habitat individuel», Ademe, Avril 2001 [4] La pertinence de l isolation thermique par l intérieur, J. Daliphard, Revue CVC n 10, oct.2001 [5] L arrivée de la nouvelle réglementation acoustique risque de modifier notre façon de construire, J-P Servant, Revue CVC n 10, oct.2001 [6] Solution Technique Maison Individuelle, CSTB, juin 2001
5 ANNEXE TECHNIQUE: Isolations Parois - Rupteurs de ponts thermiques [Fabricants, Syndicats, Produits] Nom SNI (Syndicat National de l Isolation) Des liens avec la plupart des fabricants, syndicats ANAH (Agence Nationale pour l Amélioration de l Habitat) PROMO PSE (Association pour la promotion du PSE dans la construction) CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment) -> Espace Avis Techniques INTERBAT («portail» Internet du domaine du bâtiment) BATIACTU («portail» Internet du domaine du bâtiment) IMERYS STRUCTURE (Monomur briques Gelis) Site Internet www.snisolation.fr/adrutiles.htm www.anah.fr www.promo-pse.com www.cstb.fr www.interbat.com www.batiactu.com www.monomur-gelis.com SIPOREX (béton cellulaire) www.siporex.com YTONG (béton cellulaire) www.ytong.fr SCHÖCK BAUTEILE (Rupteurs thermiques Schöck Rutherma) Avis technique CSTB n 3/98-313 Avis Technique accessible et téléchargeable à partir du site du CSTB (espace Avis Techniques)
6 Produit : Schöck Rutherma (rupteur de ponts thermiques - AT n 3/98-313) Produit : Voutisol (entrevous à languette de recouvrement) (fabricant BPB Placo site : www.bpbplaco.com) Produit : Monomur Gelis (brique de construction isolante, en terre-cuite) Produit : Béton Cellulaire
7 ANNEXE TECHNIQUE (2/2) : Exemples de ponts thermiques solutions d isolation exemples d améliorations (schémas extraits de Th-Ubât, CSTB) λ Exemple de pont thermique : liaison appui de fenêtre - mur Le cas isolation par l intérieur est (en général) plus favorable Isolation par l intérieur Isolation par l extérieur Isolation répartie (TC) e i = 2 cm Equerre acier ; Pièce d appui en T.C. R isolant = 2,5 m².k/w ψ = 0,13 ψ = 0,34 ψ = 0,19 λ Exemple de pont thermique : liaison plancher haut - mur Le cas isolation par l intérieur est (très) défavorable (ψ=ψ1+ψ2+ψ3) Isolation par l intérieur Isolation par l extérieur R isolant > 2 m².k/w ; Plancher béton sans chape ; mur béton ;15 em 20 R isolant > 2 m².k/w ; Plancher béton plein ; mur béton ψ = 0,91 ψ = 0,03 Isolation répartie (T.C.) Isolation répartie (B.C.) R isolant > 2 m².k/w ; 18 planch. 22 15 mur 20 ; em > 25 R isolant > 2 m².k/w ; 18 planch. 22 15 mur 20 ; em > 25 ψ = 0,10 ψ = 0,10 (0,08 si plancher en B.C.)
8 λ Exemple de ponts thermiques dans le cas d une isolation par l intérieur : liaison plancher bas sur LNC mur extérieur Différents cas de plancher bas ep = 20 cm 15 cm em 30 cm a : Plancher bas en béton plein b : Plancher bas à entrevous isolants c : Plancher bas en béton plein, isolé en sous-face avec chape flottante sur isolant d : Plancher bas à entrevous isolants avec chape flottante sur isolant ψ = 0,70 ψ = 0,33 ψ = 0,23 ψ = 0,18 λ Exemple de ponts thermiques dans le cas d une isolation par l intérieur : liaison plancher haut mur extérieur ep = 20 cm 15 cm em 20 cm Toiture terrasse (acrotère non isolé côté terrasse) Plancher haut sous comble Mur en béton plein R isolant sur plancher 4,5 m².k/w Avec remontée d isolant ψ = 0,74 ψ = 0,31 (sans remontée d isolant ψ =0,74)
9 λ Exemple de pont thermique : liaison plancher bas poutre dans LNC Différentes isolations de la poutre Plancher en béton plein ou à entrevous PSE ne pénétrant pas dans l épaisseur de la poutre ; Risolant en sous face du plancher 2 m².k/w ; 15 ep 30cm Poutre non isolée Poutre isolée sur ses faces verticales Poutre isolée sur ses trois faces 20 rp 80cm 20 epo 25cm rp = 40cm 20 epo 25cm rp = 40cm 20 epo 35cm ψ = 0,75 ψ = 0,40 ψ = 0,13 λ Exemple de pont thermique : liaison plancher intermédiaire mur ext. Différentes isolations : intérieure, extérieure, répartie ep = 20 cm Isolation intérieure Isolation intérieure avec planelle en bout de dalle Isolation extérieure 20 em 25cm mur maçonnerie courante sans chape flottante Rplanelle 0,16 m².k/w 20 epo 25cm mur maçonnerie courante Risolant = 2,0 m².k/w sans chape flottante ψ = 0,97 ψ = 0,72 ψ = 0,11 Isolation intérieure Isolation intérieure avec planelle en bout de dalle 25 em 40cm Rplanelle 0,5 m².k/w 25 em 40cm Isolant + planelle bout dalle Risolant+planelle 1,5 m².k/w ψ = 0,31 ψ = 0,19