ASSURER UNE GRANDE INERTIE THERMIQUE

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GUIDE PRATIQUE POUR LA CONSTRUCTION ET LA RENOVATION DURABLES DE PETITS BATIMENTS
- RECOMMANDATION PRATIQUE ENE08 -
ASSURER UNE GRANDE INERTIE THERMIQUE
Choisir des matériaux lourds et les laisser en contact direct avec l’ambiance du local,
pour disposer d’un tampon thermique important.
PRINCIPES
DEMARCHE
Pour assurer le confort thermique pendant l’été, il est conseillé de jouer sur différents
paramètres : une bonne protection solaire, la limitation des productions de chaleur dans le
bâtiment (éclairage artificiel, bureautique, etc.), une ventilation intensive la nuit pour refroidir les
locaux, et enfin une inertie thermique importante.
L’inertie thermique peut être définie comme la capacité d’un matériau à accumuler de la
chaleur, puis à la restituer. L’inertie permet donc d’écrêter les pics de température de jour,
comme de nuit.
Source : © Energie+
Une inertie thermique importante est donc aussi intéressante en été puisqu’en mi-saison et en
hiver, elle permet de stocker une partie de la chaleur solaire qui pénètre dans le bâtiment par
les fenêtres, pour limiter la demande de chauffage en soirée.
Au niveau de la PEB, l’inertie présente un certain impact sur le niveau E entre autre pour le
calcul des besoins de froid des unités « Bureaux et services » et des « Enseignement » mais
aussi pour le calcul de l’indice de surchauffe des « Habitations individuelles ».
L'inertie thermique d'un matériau est évaluée sur base de différentes caractéristiques :
PAGE 1 SUR 7 – ASSURER UNE GRANDE INERTIE THERMIQUE – JUILLET 2010
RECOMMANDATION PRATIQUE ENE08
o
o
La capacité thermique d’un matériau, qui représente sa capacité à stocker de la
chaleur. Elle peut s’exprimer aussi en Wh/m³.K (capacité thermique volumique).
La masse mise en œuvre.
Notons qu’une inertie importante n’est pas conseillée dans tout type de local, entre autres les
locaux peu occupés, car elle entraîne des difficultés de régulation du chauffage notamment, à
cause du temps de relance plus long et du manque de réactivité du local. Ce type de local se
rencontre assez peu dans le logement, mais peut dans du tertiaire correspondre à une salle de
réunion rarement utilisée.
Parallèlement à cette fiche, nous vous recommandons de lire celle intitulée ENE03
« Développer une stratégie du froid », qui développe les relations entre l’inertie thermique, les
protections solaires et la ventilation intensive.
OBJECTIFS
Minimum : Prévoir une masse thermique importante et accessible dans les locaux suivants :
o
o
o
Les locaux à occupation prolongée dans les logements (séjour, chambres d’enfant).
Les locaux fortement ensoleillés.
Les locaux avec de fortes charges internes.
Conseillé : Déterminer l’inertie nécessaire et les matériaux à mettre en œuvre pour chaque
paroi sur base de « classes d’inerties », telles que celles définies plus bas (voir tableaux dans la
partie « mise en œuvre »).
ELEMENTS DE CHOIX
ASPECTS TECHNIQUES
> Effusivité / diffusivité
Dans la littérature, on parle souvent des notions d’effusivité et de diffusivité qui permettent
d’interpréter plus aisément le rôle de l’inertie thermique. Ces notions se calculent sur base de
la masse, la conductibilité thermique et la chaleur massique des matériaux composants les
parois. Elles se définissent ainsi :
o La diffusivité thermique représente la vitesse avec laquelle la température du matériau
va évoluer en fonction des sollicitations thermiques extérieures. Plus la diffusivité est
faible, plus le front de chaleur met du temps à traverser l’épaisseur du matériau,
(déphasage important entre le moment où la chaleur arrive sur une face du mur et le
moment où elle atteint l’autre face).
o L’effusivité thermique représente la capacité du matériau à échanger de l'énergie
thermique avec son environnement. L'effusivité caractérise la sensation de «chaud»
(faible effusivité) ou de «froid» (grande effusivité) que donne le contact avec un
matériau.
A titre indicatif, voici plusieurs valeurs courantes d’effusivité et de diffusivité :
Matériaux
Diffusivité
Effusivité
laine minérale
2.6
0.8
bloc béton cellulaire
1.1
4.1
bois
0.6
7.5
laine de bois
4.6
8.1
brique moyenne densité
1.3
10.9
plâtre
0.4
26.0
béton coulé
2.6
33.0
> Le rôle des différentes parois
Toutes les parois d’un local ne jouent pas un rôle équivalent vis-à-vis de l’ambiance thermique
d’un local.
Pour limiter les risques de surchauffe dus au rayonnement solaire, c’est l’inertie de la dalle de
sol, soumise à l’ensoleillement direct, qui aura le plus d’impact.
C’est elle qui devra pouvoir absorber ce rayonnement en n’en réémettant que le minimum vers
l’ambiance. Aussi veillera-t-on à y éviter les revêtements de sol isolants (parquets, moquettes,
tapis, faux-planchers et dans une moindre mesure vinyles et linoléums). Notons que,
malheureusement, les matériaux massifs recommandés au sol (carrelages, dalles lissées, etc.)
ont pour inconvénient une sensation de froid au toucher, et un inconfort si l’on se déplace
pieds nus. Celle-ci ne peut être évitée et poussera certains maîtres d’ouvrage à privilégier les
masses thermiques dans d’autres parois que le sol.
Pour profiter au mieux des gains solaires en mi-saison, c’est également la dalle de sol qui
jouera le premier rôle, et éventuellement les murs intérieurs recevant une partie du
rayonnement pénétrant plus profondément dans le bâtiment qu’en été.
Si l’on met en place une stratégie de ventilation intensive nocturne, toutes les parois pourront
jouer un rôle de tampon thermique. C’est pourquoi dans les bureaux on plaide souvent pour la
suppression des faux plafonds sous les dalles de béton.
> Le mode d’occupation
Dans une pièce uniquement occupée pendant la nuit, comme une chambre d’adulte, l’inertie
doit être faible pour limiter la chaleur emmagasinée dans les matériaux en journée et pour
refroidir rapidement l’ambiance (renouvellement de l’air chaud par de l’air frais extérieur). A
l’inverse, dans une pièce occupée en journée, l’inertie doit être importante pour absorber la
chaleur diurne dans les matériaux et limiter ainsi le pic de température. La chaleur stockée est
alors progressivement éliminée durant la nuit.
D’autre part, une inertie importante ne sera pas très intéressante dans un local occupé
ponctuellement (salle des fêtes, local associatif, etc.). L’inertie augmente en effet le temps de
remise en température en hiver. Or, des locaux à occupation occasionnelle ne doivent pas être
chauffés en continu. La longueur de la période de relance sera donc un paramètre de gestion
important dans ces locaux. Pour ce type d’occupation, il est préférable, pour le confort des
occupants de privilégier des constructions légères, fortement isolées, rapidement mises en
température après une période sans chauffage lorsque le local n’est pas utilisé. Vu l’absence
d’inertie, il est particulièrement important de bien protéger ce type de local du soleil d’été.
> Le choix des matériaux
Les premiers centimètres de matière en contact avec l’ambiance sont les plus importants en
matière d’inertie. C’est avec ces premiers centimètres que des échanges thermiques efficaces
pourront se créer. Le choix de matériaux permettant une forte inertie thermique relève donc en
grande partie du choix des matériaux de revêtement intérieurs.
Une fiche relative au choix des matériaux de revêtement (MAT06 « Revêtements de murs
intérieurs et plafonds: choisir des matériaux sains, avec un écobilan favorable ») traite de ceuxci sous l’angle de l’impact environnemental, de l’énergie grise et de l’impact sur la santé des
occupants. Notons simplement ici que :
o
o
l’absence de revêtement sur les matériaux de structure constitue bien sûr une
économie de matière, première mesure environnementale devant être prise. Du béton
ou de la brique peuvent par exemple rester apparents
Si un revêtement est envisagé, il existe des matériaux massifs sains et intéressants
d’un point de vue environnemental : enduits à la chaux, panneaux de plâtre, terres
crues, etc.
ASPECTS SOCIAUX ET CULTURELS
> La tendance à la construction légère
La tendance actuelle est d’aller vers des constructions légères, type ossatures bois. Cette
tendance mérite d’être encouragée lorsqu’elle s’accompagne d’épaisseurs d’isolation
importantes. Néanmoins, cela ne doit pas se faire au détriment du confort d’été. Idéalement,
on devrait disposer à la fois d’une importante isolation, facilitée par des façades légères, et
d’une masse thermique importante, grâce à une structure intérieure massive.
D’autres façons de créer cette masse sont des chapes sèches, le lestage de caissons de
plancher ou des revêtements intérieurs en terre crue par exemple.
DANS LA PRATIQUE
Des mesures doivent être prises aux différentes phases de développement et de réalisation du
projet :
ESQUISSE
Privilégier une structure portante lourde, type murs intérieurs massifs, hourdis de béton ou de
terre crue, etc., même si les façades sont légères.
AVANT-PROJET
Identifier les parois qui seront massives et s’assurer du contact entre l’ambiance et cette masse
en :
o Evitant les revêtements isolants : tapis, moquettes, parquets, etc.
o Concentrant les équipements sur d’autres surfaces (passages de câbles, tuyauteries,
etc.). Par exemple, dans les bureaux, il est possible de prévoir uniquement des faux
plafonds ne recouvrant qu’une partie du plafond. Un mouvement de convection entre
le faux plafond et la face inférieure de la dalle est alors possible.
Au niveau de la réglementation PEB, l’inertie a une grande importance dans la définition des
risques de surchauffe. La définition du niveau d’inertie de chaque type de construction varie
selon que l’on se trouve dans un logement ou un bâtiment du secteur tertiaire :
>Secteur du logement
o lourd : s'applique aux secteurs énergétiques dont, en terme de surface, au moins 90%
des éléments de construction horizontaux, inclinés et verticaux sont massifs (la
définition exacte d’une paroi massive est donnée au point 7.6 de l’annexe II de
l’ordonnance PEB).
o mi-lourd : s'applique aux secteurs énergétiques dont au moins 90% des éléments de
construction horizontaux sont massifs sans être protégés par une isolation intérieure,
ou aux secteurs énergétiques dont au moins 90% des éléments de construction
verticaux et inclinés sont massifs.
o peu-lourd : s'applique aux secteurs énergétiques dont 50 à 90% des éléments de
construction horizontaux sont massifs sans être protégés par une isolation intérieure,
ou aux secteurs énergétiques dont 50 à 90% des éléments de construction verticaux et
inclinés sont massifs
o
léger : s'applique à tous les autres secteurs énergétiques qui ne font pas partie des
types ci-dessus.
>Secteur tertiaire :
o Le niveau d’inertie des planchers est fondamental, le concepteur devra choisir une
dalle la plus lourde possible.
o De plus, l’inertie sera fonction de la présence ou non de faux plafond fermés et/ou de
planchers surélevés.
PROJET D’EXECUTION, DOSSIER POUR LE PERMIS D’URBANISME
o
Pour la composition des cloisons intérieures des locaux de séjour, on visera la classe
d’inertie la plus haute possible et de préférence supérieure ou égale à 7 dans le
tableau suivant (source : réglementation thermique française).
Murs intérieurs
Classe d’inertie
Béton plein ou perforé en béton 10 cm ou plus
8
Brique pleine ou perforée 10,5 cm ou plus
Bloc plein ou perforé en béton 7,5 cm enduit
7
Bloc creux béton 10 cm enduit ou plus
6
Brique ou bloc de béton cellulaire 15 cm ou plus avec enduit
5
Brique creuse 5 cm ou plus enduite
ou Carreau de plâtre plein 6 cm
ou Bloc agglo béton 5 cm enduit
ou Bloc de béton cellulaire 7 cm enduit
4
Brique 3,5 cm enduite
3
Cloison alvéolaire à parement de plâtre 1 cm sur chaque face
2
A gauche, bloc perforé. A droite, bloc creux.
o
Pour la composition des plafonds et planchers, on visera la classe d’inertie la plus
haute possible et de préférence supérieure ou égale à 5 dans les tableaux suivant
(source : réglementation thermique française).
Toiture plate ou plancher des combles sous isolation
extérieure avec à l'intérieur au moins :
Classe d’inertie
Plancher béton plein 8 cm ou plus
6
Dalles alvéolées de béton de 20 cm ou plus
5
Dalles alvéolées de béton d'épaisseur inférieure à
20 cm
4
Plancher en béton cellulaire armé de 20 cm ou plus
4
Entrevous de terre cuite ou de béton avec 1 cm de
plâtre en sous face
3
Dalle de sol
Classe d’inertie
Plancher béton plein de plus de 10 cm d'épaisseur avec
isolant en sous face
Tout plancher avec dalle de béton de 5 cm d'épaisseur et
plus
Plancher béton cellulaire ou dalle alvéolée béton, ou
entrevous de terre cuite ou de béton, avec dalle de béton de
4 cm d'épaisseur
Planchers intermédiaires
5
5
Classe d’inertie
(face inférieure
sans fauxplafond)
Classe d’inertie
(face
supérieure)
6
6
5
6
4
6
4
5
3
5
1
5
1
1
Plancher béton 15 cm ou plus avec ou
sans dalle de béton
Plancher dalle alvéolée béton de 20 cm
ou plus avec dalle de béton
Plancher dalle alvéolée béton inférieure
à 20 cm avec dalle de béton
Plancher béton cellulaire armé 20 cm
ou plus avec chape ou dalle de béton
Plancher entrevous de terre cuite ou de
béton avec dalle de béton ou équivalent
Dalle de 5 cm béton plein sur isolant et
plancher bois
Plancher bois
o
6
Pour la composition des façades, on privilégiera les constructions légères, type
ossature, qui permettent des épaisseurs d’isolation importante. Si toutefois une
structure massive, type maçonnerie, est choisie, on visera la classe d’inertie la plus
haute possible et de préférence supérieure ou égale à 5 dans les tableaux suivant
(source : réglementation thermique française).
Murs extérieurs avec isolation par l’extérieur ou dans la
coulisse
béton plein 7 cm ou plus
bloc perforé en béton 10 cm ou plus
bloc creux béton 11 cm ou plus
brique pleine ou perforée 10,5 cm ou plus
autres briques 15 cm ou plus enduites
o
o
Classe d’inertie
5
5
5
5
4
Si on opte pour un mode constructif avec une façade légère, les autres parois seront
choisies dans les classes d’inertie les plus élevées.
Les revêtements de sol et de plafond à caractère isolant sont fortement déconseillés
(exemple : moquette, lambris, tapis, faux-planchers et faux-plafonds).
RECEPTION
o
L’occupant devra veiller, avec ses aménagements en cours de vie du bâtiment, à ne
pas se couper entièrement de la masse thermique, par exemple en ajoutant des tapis
ou du mobilier type bibliothèque murale.
INFORMATIONS COMPLEMENTAIRES
AUTRES ELEMENTS A GARDER A L’ESPRIT
Voici une liste de fiches liées à la mise en oeuvre d’une stratégie du froid ou au choix des
matériaux :
o
o
o
o
o
o
ENE03 – Développer une stratégie du froid
ENE07 – Permettre une ventilation intensive
ENE13 – Assurer une bonne protection solaire
ENE22 – Réaliser un puits canadien / provençal
MAT02 – Gros oeuvre: choisir des techniques et matériaux de structure rationnels et
économes, en prenant en compte leur écobilan
MAT06 – Revêtements de murs intérieurs et plafonds: choisir des matériaux sains, avec
un écobilan favorable
BIBLIOGRAPHIE
Informations générales sur la masse thermique :
o
o
Alter-clim : outil d’aide à la conception de locaux refroidis naturellement :
www.bruxellesenvironnement.be
Concevoir avec le climat : la maison individuelle cd-rom disponible sur demande
auprès de l’administration wallonne de l’énergie : http://energie.wallonie.be

ASSURER UNE GRANDE INERTIE THERMIQUE

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