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Efficacité énergétique des murs
Impact des fuites d’air sur la performance énergétique
De 2005 à 2010, BASF Canada 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 9.25.3.3.(2)(b)), ne suffit pas à assurer l’étanchéité à l’air et la continuité du
système pare-air.
 La mousse de polyuréthane de densité moyenne 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 densité à alvéoles ouvertes est aussi efficace pour l’obtention de très faibles
taux de fuites d’air dans les systèmes muraux.
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Impact des fuites d’air sur la performance énergétique
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.m2), 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-50847. Conseil national de recherches du
Canada.
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Impact des fuites d’air sur la performance énergétique
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-51419. 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.
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Tableau 1 – Fuites d’air, résistance thermique et cote CEM des systèmes muraux
Mur
CEM-1
CEM-2
CEM-3a
CEM-3b
CEM-4
CEM-5
CEM-AA
CEM-BB
CEM-CC
CEM-DD
CEM-11
CEM-11a
CEM-12
CEM-13
CEM-14
CEM-15
Taux de fuites
d’air mesuré
Résistance thermique
initiale mesurée
à 75 Pa (L/(s.m ))
RSIo (m K/W)
Ro (ft .hr.°F/Btu)
0,367
0,013
0,046
0,034
0,052
0,620
0,017
0,023
0,015
0,036
0,105
0,027
0,160
0,048
0,016
0,009
3.25
3.53
3.85
2.86
3.30
2.78
3.59
3.30
3.36
3.00
3.25
3.25
2.78
1.85
2.66
4.55
18.45
20.04
21.86
16.24
18.74
15.78
20.38
18.74
19.08
17.03
18.45
18.45
15.78
10.50
15.10
25.83
2
2
2
Cote efficacité énergétique (CEM)
moins bon 0
CEM
100 meilleur
Avec fuites d’air
Sans fuites d’air
à 75 Pa
87,7
88,7
89,6
86,0
87,9
85,6
88,9
87,9
88,1
86,7
87,7
87,7
85,6
78,4
85,0
91,2
76,9
88,3
88,5
84,9
86,5
60,6
88,4
87,2
87,7
85,6
84,9
86,9
80,5
76,0
84,4
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
CEM-1, 5, 11
CEM-11a, 12
CEM-2, 3a,
3b, 4, 14, 15(1)
Taux de fuites
d’air mesuré
à 75 Pa (L/(s.m2))
Résistance thermique initiale
mesurée
RSIo (m2K/W)
Ro (ft2.hr.°F/Btu)
Cote efficacité énergétique (CEM)
Sans fuites
d’air
Polyéthylène – films chevauchés, non scellés
0,364
3,093
17,56
87
Polyéthylène – films chevauchés et scellés
0,094
3,015
17,02
86,7
MPP de densité moyenne à alvéoles fermées
0,032
3,24
18,40
Avec fuites d’air
à 75 Pa
74,1
83,7
87,4
86,5
87,9
87,2
MPP de faible densité à alvéoles ouvertes
CEM-AA, BB,
CC, DD, 13(2)
0,023
3,31
18,81
(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.
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Tableau 3 – Détails de la construction des assemblages muraux
Mur
CEM-1
fibre de verre
CEM-2*
MPP de densité
moyenne
MPP de densité
moyenne
MPP de densité
moyenne
MPP de densité
moyenne
CEM-3a*
CEM-3b*
CEM-4*
CEM-5
fibre de verre
CEM-AA*
MPP de faible
densité
CEM-BB*
MPP de faible
densité
CEM CC*
MPP de faible
densité
CEM-DD*
MPP de faible
densité
CEM-11
fibre de verre
CEM-11a
fibre de verre
CEM-12
fibre de verre
CEM 13*
MPP de faible
densité
CEM-14*
MPP de densité
moyenne
MPP de densité
moyenne
CEM-15*
Détails des murs
Épaisseur moyenne
de l’isolant
Mur de référence, sans pénétrations, prises de courant intérieures et
extérieures, film pare-vapeur en poly serré et chevauché mais non scellé
Mur de référence, sans pénétrations, prises de courant intérieures et
extérieures; MPP remplissant les cavités de murs à moitié
(mm)
138
nominale
76
nominale
Type d’isolant
thermique
Mur sans pénétrations; MPP remplissant les cavités de murs à moitié
93.6
measurée
Mur avec pénétrations; MPP remplissant les cavités de murs à moitié;
jonction fenêtre/mur scellée avec mousse monocomposant
81
measurée
Mur avec pénétrations, prises de courant intérieures et extérieures; MPP
remplissant les cavités de murs à moitié; jonction fenêtre/mur scellée
avec mousse monocomposant
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
Mur sans pénétrations; MPP remplissant les cavités de murs au complet;
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
Mur sans 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
Mur avec pénétrations; MPP remplissant les cavités de murs au complet;
film de polyéthylène servant de pare-vapeur mais non de matériau pareair
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)
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)
Mur avec pénétrations; jonction fenêtre/mur scellée avec mousse
monocomposant; film pare-vapeur en polyéthylène chevauché et scellé
selon CNB 2005
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
76
nominale
Mur sans pénétrations; MPP remplissant les cavités de murs au complet;
pour étudier l’effet de l’élimination des vides sur la performance
thermique globale du mur
* Sablière double scellée (calfeutrant)
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138
nominale
138
nominale
138
nominale
138
nominale
138
nominale
138
nominale
138
nominale
138
nominale
64
measurée
55
measurée
118
measurée