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Phénomène du pont thermique

► ISOLATION ET PONT THERMIQUE

► Principes de base

Dès que deux éléments en contact sont à température différente, il y aura échange de chaleur entre eux jusqu'à ce que leurs températures soient identiques. Le but de l'isolation est de freiner cet échange de température. Pour une maison en hiver, il s'agit donc de freiner ses déperditions de chaleur vers l'extérieur, et en été de freiner la pénétration de chaleur.

L'isolation va également permettre de garder les parois de la maison à une température la plus proche possible de celle de l'air intérieur. Ainsi, en hiver, l'isolation donne une bonne sensation de confort tout en limitant sa note de chauffage.

En été, le confort sera obtenu en associant les atouts de cette isolation à une forte inertie thermique de la maison. La température de la maison sera alors maintenue stable et la plus fraîche possible sans recours à la climatisation.

► Comment se propage la chaleur ?

Isoler son logement, c’est avant tout éviter au maximum les pertes d’énergie. Les avantages d’une bonne isolation sont évidents : consommer un minimum d’énergie pour gagner un confort maximum mais également pour limiter la pollution.
Les performances des différents matériaux d’isolation sont regroupées sous forme de coefficients

    ► Par conduction

La chaleur se transmet de proche en proche par augmentation de l'agitation thermique des molécules. La chaleur se propage avec plus ou moins de facilité suivant la nature des matériaux.

Autrement dit, la chaleur perdue J (en Watts) est :

• proportionnelle à la différence de température ∆t° entre l'intérieur et l'extérieur

• proportionnelle à la surface des parois en contact avec l'extérieur

• inversement proportionnelle à l'épaisseur e des matériaux isolants

•  proportionnelle à la conductivité thermique des matériaux isolants

    ► Par convection

L'air chaud étant plus léger que l'air froid, il va avoir tendance à monter et ainsi à créer des mouvements d'air dans le bâtiment. Cet effet est utilisé dans les cheminées.
Toutefois, la convection intervient peu dans les pertes de chaleur au travers des murs et des fenêtres.

    ► Par rayonnement

Tout élément émet de la chaleur par rayonnement vers les éléments plus froids que lui, et ce y compris à travers l'air ou le vide.
Dans une maison isolée, les échanges de chaleur par rayonnement se font essentiellement à travers les parois transparentes, c'est à dire les vitrages.

► Les matériaux isolants

    ► Rappel des objectifs

• Confort hiver : aptitude de la maison à offrir à ses occupants une température agréable en plein hiver avec un minimum de dépense de chauffage.

• Confort demi-saison : aptitude de la maison à conserver une température stable à ses occupants et à diminuer la durée de la saison de chauffe.

• Confort été : aptitude de la maison à rester fraîche en été sans climatisation.

    ► Les blocs de construction courants

Ce sont des blocs creux de 20 cm de profondeur

Dans la plupart des régions, le parpaing est proposé "par défaut", alors que la brique creuse offre une meilleure isolation thermique pour une solidité équivalente. Dans le cas d'un doublage de 8 cm en laine minérale, la brique participe à plus de 20 % de l'isolation !

Comme ces blocs de construction courants n'ont pas une résistance thermique suffisante pour offrir une isolation conforme à la réglementation actuelle, ils nécessitent un complément d'isolation.

Or, l'ordonnancement de l'isolant et du matériau porteur joue un rôle prépondérant dans la performance de l'ensemble. A titre d'exemple, une construction maçonnée avec un isolant polystyrène placé classiquement du côté intérieur donne un ensemble offrant de très médiocres performances.

Et pourtant, en prenant les mêmes matériaux mais en plaçant le polystyrène du côté extérieur du mur, l'on obtient une solution qui présente le meilleur rapport performance/prix.

Voici les différents ordonnancements bloc creux + isolant comparés :

    ► Les ponts thermiques

Le coefficient R doit être le plus homogène possible car la chaleur passera là où la résistance thermique sera la plus faible.

Un pont thermique est une zone localisée où la chaleur peut s’échapper facilement.

Dans un bâtiment ancien, les ponts thermiques représentent couramment 20 % des déperditions totales. Cependant, avec l’augmentation des épaisseurs d’isolant, leur influence en pourcentage, n’a cessé de croître.

Les ponts thermiques apparaissent notamment sur les points suivants :

• aux angles des murs de la maison, car la surface du mur extérieur qui rejette la chaleur est plus importante que la surface intérieure qui reçoit la chaleur. Ce phénomène est accentué par la présence d’un poteau en béton armé, nécessaire à cet emplacement dans les constructions en parpaings et briques creuses.

• les balcons, s’ils sont coulés dans le prolongement de la dalle de la maison (le béton de plancher transmet alors directement la chaleur au balcon).

Et surtout dans le cas d’une isolation par l’intérieur :

• aux liaison entre les dalles de planchers et les murs extérieurs

• aux angles entre les murs de refends et les murs extérieurs

• les vides d’air (généralement d’un centimètre), les trous pratiqués pour les prises de courant, les mauvaises jointures entre panneaux isolants

Ils apparaissent aussi dans les dormants des fenêtres (surtout pour les menuiseries en aluminium), dans les rebords de fenêtres. Les ponts thermiques sont à l’origine d’une grande part de la perte d’énergie de chauffage, mais aussi, ils créent des zones froides localisées dans la maison.

Ces zones sont source d’inconfort pour les occupants car le corps humain aura une impression de froid si les murs sont froids, et ce même si l’air de la pièce est bien chaud.

    ► Isolation intérieure, extérieure

La meilleure solution pour éviter les ponts thermiques est d’opter pour une isolation extérieure ou bien pour une isolation répartie.
L’isolation extérieure présente plusieurs avantages importants :

• Elle permet de placer les murs porteurs (lourds) du côté intérieur et donc de renforcer l'inertie thermique du logement, source de confort pour les occupants car les murs lourds régulent la chaleur et l'humidité. En hiver et demi-saison, ces murs intérieurs éclairés par le soleil accumuleront ces rayonnements pour les diffuser en soirée. En été, si vous ventilez bien la maison durant les heures fraîches de la nuit, ces murs lourds restitueront cette fraîcheur dans la journée.

• Elle cumule tous les avantages : maison bien isolée comme une maison moderne et fraîche en été comme une maison ancienne.

• Elle ne diminue pas la surface habitable.

L'isolation intérieure est de loin la plus courante. Elle présente l'avantage d'être maîtrisée par tous les intervenants du bâtiment. Tous les matériaux de construction fabriqués en grande série et donc à prix serrés, sont prévus pour une telle isolation disponible.
Cependant, plus ces isolants intérieurs sont performants, plus l'influence relative des ponts thermiques s'accroît. Rappelons qu'une isolation intérieure, même performante, présente toujours une faible inertie thermique.

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Techniques

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