Les isolations

Claude PRECHEUR

Propriétés d’isolation thermique

NF P 75-101 : Isolants thermiques destinés aux bâtiments
La norme indique que l’appellation « isolant thermique » est réservée aux produits dont : R ≥ 0,5 m².K/W et ≤ 0,065 W/(m.K)

Déperditions thermiques d’un bâtiment

Dans un bâtiment, on identifie au moins 4 causes de déperditions de l’énergie sous forme de chaleur pendant les périodes de chauffage.

Déperditions thermiques par : le renouvellement d’air, la conduction thermique à travers les murs, le toit, les portes, ou encore le sol, les fenêtres et portes-fenêtres, par conduction à travers les structures du bâti…. Sans parler à ce stade des pertes dues aux systèmes de chauffage.


Bâtiment neuf
Bâtiment rénové


Pendant la saison de chauffe, un bâtiment perd constamment la chaleur que l’on apporte à l’ambiance intérieure. Toute l’énergie qui entre dans un bâtiment, sous forme de chaleur, de rayonnement solaire, d’électricité, etc., et dont la finalité est d’élever la température de l’air intérieur et des parois, finit par en ressortir d’une manière ou d’une autre. Il y a donc en permanence des déperditions, mais réduire les déperditions c’est aussi réduire la quantité d’énergie nécessaire pour compenser les pertes.


Coefficient b

Les parois déperditives vers les locaux non chauffés : pondération de la déperdition b. Dans le cas des méthodes utilisant la pondération b pour toutes les parois en contact avec les LNC, cette valeur d’atténuation correspond à :
b = Ti – TLnc ; 0 < b < 1

Données :

  • Température intérieure (Ti) ;
  • Température extérieure (Te) ;
  • Température du local non chauffé (TLnc).

Ce coefficient peut également se calculer à partir des déperditions par la formule :

b = {déperdition LNC-Extérieur\over déperdition LNC-Extérieur + déperdition Local chauffé vers LNC}

Il peut également être fourni avec des valeurs approchantes par défauts en fonction du type de local vers lesquels ont lieu ces déperditions.

Les besoins de chauffage

La consommation d’énergie d’un bâtiment dépend des besoins de chauffage qui sont liés :

  • Aux déperditions du bâtiment
  • Aux facteurs climatiques locaux, début et fin de saison de chauffe, écart de température intérieur/extérieur à la performance de la régulation. Moins la régulation est performante, plus la consommation est importante et inversement.

Les besoins de chauffage brut sont déterminés à partir de la formule : Bch = H x 24 x DJU x Coef I/1000

  • Bch exprimés en (kWh/an)
  • H sont les pertes du bâtiment exprimé en [W/K]
  • 24 heures / jour : Durée journalière de chauffage en heures
  • 1000  : Permet de passer de Wh/an en kWh/an
  • DJU : Degrés Jours Unifiés moyens annuels = K.j
  • Coef. I = Coefficient d’intermittence compris entre 0 et 1 qui tient compte de la régulation, il traduit les baisses momentanées de température, lors de ralenti nuit ou d’inoccupation des locaux.

On compare la température extérieure à la température de chauffage ; selon les méthodes, pour un chauffage à 20 [°C], on utilise les degrés jours d’une base inférieure pour tenir compte de l’inertie et des apports. Par exemple on pourrait utiliser la base 18, considérant que tant que la température extérieure ne descend pas en dessous de 18°C, il est possible de maintenir 20°C sans apport d’énergie par le système de chauffage.

Les méthodes de calcul dépendant d’éléments réglementaire c’est en fonction des textes que ce choix est fait.

Les besoins net de chauffage seront égaux à :
BESOINS NETS [kWh/an] = BESOINS BRUTS – APPORTS GRATUITS

L’inertie d’un bâtiment dépend de la structure de ses parois. Les structures varient de « lourdes » à « légères » avec plusieurs niveaux intermédiaires. Selon les méthodes de calcul l’inertie est prise en compte sur une base forfaitaire ou réelle. Elle peut aussi être intégrée dans une démarche de calcul dynamique pour affiner les déperditions et les pondérer par le comportement dynamique de la paroi.

A partir des besoins, la consommation de chauffage peut-être déterminée. Elle est égale aux besoins de chauffage affectés par le rendement du système de chauffage en place.

Les consommations de chauffage s’expriment par : Cch = Bch x Ich

Le coefficient d’installation de chauffage s’exprime selon cinq paramètres par : Ich = 1/ Rg x Rd x Re x Rr et éventuellement l’incidence d’un programmateur.

Programmateur : D’après les règles Th-C par exemple, la présence d’un programmateur permet de réduire les consommations de l’ordre de 3%. S’il y a un programmateur, il faudra donc multiplier Ich par 0.97.

Pour le calcul de la dépense pour le poste chauffage, il convient de multiplier les Cch par le prix de l’énergie retenue.

Dépenses.ch = Bch x Ich x prix.kWh.ch

Les besoins d’eau chaude annuels sont définis à partir du nombre d’occupants et nombre de jours d’occupation. Sur la base de 50 litres/ personne et par jour au volume annuel est appliqué la chaleur spécifique 1,16 Wh, et l’écart de température Tecs- Tef.

Becs = (nb pers x 50 x 360j x 1.16 x (Tecs-Tef))/1000(en kWh/an)