Il a fallu attendre 2007 et l'instauration du label BBC-effinergie pour qu'un seuil de perméabilité à l'air des batiments apparaisse dans la réglementation thermique. Et pourtant, les fuites d'air parasites peuvent réduire considérablement les performances énergétiques d'un batiment, même bien isolé. Ainsi, selon une étude réalisée par le CETE de Lyon, la perméabilité à l’air des constructions standards en France engendrerait une augmentation des besoins de chauffage de 1 à 16 kWhEP/(m2.an) par rapport à une étanchéité très soignée. Mais la facture énergétique n'est pas le seul enjeu : une mauvaise étanchéité à l'air va en effet avoir des conséquences sur le confort thermique et acoustique, sur la qualité de l'air intérieur et sur la pérennité du batiment.

Comment la perméabilité à l'air est-elle mesurée?
Pour apprécier la perméabilité à l'air d'un batiment, deux indicateurs sont utilisés :
- le débit de fuite sous une dépression de 4 Pa divisé par la surface de parois froides (hors plancher bas). Cet indicateur, appelé I4 ou Q4Pa-Surf, est utilisé dans la réglementation thermique RT 2005 et pour le label Effinergie ;
- le débit de fuite sous 50 Pa divisé par le volume chauffé. Cet indicateur, appelé n50, est utilisé pour les labels Passivhaus ou Minergie-P, avec une valeur maximale fixée à 0.6 vol/h , que ce soit pour la construction neuve ou la rénovation.

Où sont les fuites ?
Le CETE a répertorié 4 catégories de fuites. Dans 80 % des logements étudiés, il y avait des fuites d'air parasites au niveau des menuiseries et des équipements électriques.

 

 

 

 

 

 

Une fois que l'on a localisé les fuites potentielles, il ne reste plus qu'à essayer de traiter point par point les risques de defaut d'étanchéité à l'air. On trouve des informations partielles dans différents documents ou guides :
- ce guide est extrait des travaux réalisés dans les phases 1 et 2 du projet PREBATPerformance (2006-2009). Il décrit les éléments essentiels d’une démarche qualité pour assurer une bonne étanchéité de l’enveloppe et des réseaux aérauliques et fournit des exemples concrets (formulation des exigences, document de sensibilisation des entreprises, contrôles sur site, etc.) dont pourront s’inspirer des maîtres d’ouvrage ou maîtres d’oeuvre. En fin de document, on trouve notamment un ensemble de croquis identifiant les points particuliers à traiter pour assurer l'étanchéité de l'enveloppe (par exemple, la liaison mur/fenêtre/volet roulant)

 

Le déphasage....Qui n'en a jamais entendu parler? Il est mis en avant par tous les vendeurs d'isolants naturels et notamment pour la ouate de cellulose et la laine de bois. Mais, il est difficile de trouver des mesures concrètes des valeurs annoncées qui semblent parfois largement surestimées. Une expérimentation simple et peu couteuse, réalisée dans le cadre de leur projet de fin d'études par un groupe d'étudiants de l'IUT de génie civil de Grenoble, permet d'apprècier l'amplitude de ce déphasage mais aussi l'amortissement du flux de chaleur pour différents types d'isolants.

Le déphasage, qu'est-ce que c'est?

Lorsque le rayonnement solaire frappe la face extérieure d’une paroi, il faut un certain temps pour que l’onde de chaleur atteigne l’autre face de la paroi. Ce temps s’appelle le déphasage, exprimé en heures. Graphiquement, le déphasage est donc representé par un décalage dans le temps des extremas des courbes de températures intérieure et exterieures de la paroi. En général, l’objectif est d’atteindre un déphasage de 10 - 12 heures.

L'atténuation des variations entre la température extérieure et la température intérieure s'appelle l'amortissement correspondant à une réduction de l'amplitude de la sinusoïde. Le flux de chaleur entrant dans le batiment est par conséquent réduit.

 

L'expérimentation

L'objectif de l'expérimentation menée est d'estimer le déphasage et l'amortissement du flux de chaleur pour 4 isolants : le chanvre, la laine de bois, la ouate de cellulose et la laine de roche.

Pour cela, une boîte isolée, appelée "cellule thermique", est utilisée. Cette cellule est composée de deux parties faites en polyuréthane expansé de 1x1m qui s'emboîtent afin de placer correctement l'isolant à tester. Il n'y a qu'une seule ouverture à l'avant dans laquelle est placé l'isolant testé. La cellule est ensuite fermée grâce à plusieurs sangles pour ainsi limiter au maximum les ponts thermiques. L'isolation est aussi assurée grâce à des joints en mousse situés sur tout le contour.

 

 

 

8 capteurs thermiques (thermocouples) sont disposés autour de la cellule : un pour mesurer la température ambiante intérieure, quatre pour mesurer la température de surface sur les parois à l'intérieur de la cellule, un pour mesurer la température ambiante extérieure, un au coeur de l'isolant testé et un pour mesurer la température de surface extérieure de l'isolant testé.

Les relevés de températures sont effectués toutes les minutes etenregistrés via un PC.

L'isolant testé est constitué de deux plaques de 10 cm d'épaisseur et de 60 cm de coté de manière à pouvoir installé un capteur au coeur de la paroi. Une fois, la cellule fermée, la source de chaleur ( 2 lampes de 7 W) est mise en fonction pour une durée de 8 heures puis stopper

 

 

 

 

Les principaux résultats

4 échantillons d'isolant de 20 cm d'épaisseur ont donc été soumis au régime de chauffe pendant 8 heures puis de refroidissement : laine de roche, laine de chanvre, laine de bois et ouate de cellulose. Les caractéristiques de ces isolants sont résumées dans le tableau suivant :

Et maintenant, les chiffres. Pour chaque isolant, 6 indicateurs ont été estimés. Vous pouvez donc comparer les performances des différents isolants et apprécier par vous même

La laine de roche :

Augmentation de la température au sein de l'isolant (entre les 2 couches) après 470 minutes de chauffe : 15.11°C

Temps pour un rechauffement de 8 °C au sein de l'isolant (10 cm d'épaisseur) : 2h40

Diminution de la température au sein de l'isolant après 300 min de refroidissement : 9.32°C

Temps pour un refroidissement de 5°C au sein de l'isolant: 1h53

Déphasage : 12 minutes
Amortissement : 15°C

 

La laine de bois

Augmentation de la température au sein de l'isolant (entre les 2 couches) après 470 minutes de chauffe : 11.02°C

Temps pour un rechauffement de 8 °C au sein de l'isolant (10 cm d'épaisseur) : 4h40

Diminution de la température au sein de l'isolant après 300 min de refroidissement : 5.48°C

Temps pour un refroidissement de 5°C au sein de l'isolant: 4h20

Déphasage : 21 minutes
Amortissement : 15°C

 

La laine de chanvre

Augmentation de la température au sein de l'isolant (entre les 2 couches) après 470 minutes de chauffe : 9.24°C

Temps pour un rechauffement de 8 °C au sein de l'isolant (10 cm d'épaisseur) : 5h55

Diminution de la température au sein de l'isolant après 300 min de refroidissement : 4.8°C

Temps pour un refroidissement de 5°C au sein de l'isolant: 5h10

Déphasage : 19 minutes
Amortissement : 14.82°C

 

 

La ouate de cellulose

Augmentation de la température au sein de l'isolant (entre les 2 couches) après 470 minutes de chauffe : 9.73°C

Temps pour un rechauffement de 8 °C au sein de l'isolant (10 cm d'épaisseur): 5h40

Diminution de la température au sein de l'isolant après 300 min de refroidissement : 4.39°C

Temps pour un refroidissement de 5°C au sein de l'isolant: 5h55

Déphasage : 30 minutes
Amortissement :16.73°C

 

 

Ces essais ont été réalisés par Alice PORRA, Vincent LONGUEVILLE, Alexandre BRUNET et Luca SAYCHAREUNE dans le cadre de leur projet de fin d'étude au département de Génie civil de l'IUT 1 de Grenoble. Nous les remercions pour leur travail.

Le label BBC pour Bâtiment Basse Consommation énergétique est le 5ème niveau du label "Haute Performance Energétique" défini par l'arrêté du 3 mai 2007.

Logements concernés : logements dont la demande de permis de construire a été déposé après le 31 août 2006 et pour lesquels une demande d’attribution de Label Performance a été déposée à compter du 1er juillet 2007.
Méthode de calcul : Calcul de performance énergétique réalisé en utilisant la méthode Th-CE qui est celle de la Réglementation Thermique 2005.

Conditions d'attribution du label BBC :

- Pour les logements à usage d'habitation, la consommation d’énergie primaire du bâtiment pour le chauffage, le refroidissement, la ventilation, la production d’eau chaude sanitaire et l’éclairage des locaux doit être inférieure ou égale à un seuil exprimé en kWh/m2/an d’énergie primaire variant en fonction de la zone climatique et de l'altitude.

Consommations maximales en kWh/m2.an selon la zone climatique et l'altitude


- Pour les bâtiments à usages autres que d’habitation, la consommation conventionnelle d’énergie primaire du bâtiment pour le chauffage, le refroidissement, la ventilation, la production d’eau chaude sanitaire et l’éclairage des locaux doit être inférieure ou égale à 50 % de la consommation conventionnelle de référence définie à l’article 9 de l’arrêté du 24 mai 2006

- La perméabilité à l’air du bâtiment doit être inférieure à 0,6 m3/ (h.m2) pour les maisons individuelles et individuelles groupées et à 1,0 m3/ (h.m2) pour les logements collectifs. Cette valeur quantifie le débit de fuite traversant l’enveloppe, exprimé en m3/h.m2 d’enveloppe, sous un écart de pression de 4 Pascals, conformément à la Réglementation Thermique RT 2005.

Remarque : Exclusivement pour ce label, le coefficient de transformation en énergie primaire de l’énergie bois pour le calcul des consommations conventionnelles d’énergie primaire est pris, par convention, égal à 0,6.

Étapes de la labellisation pour un particulier:
1) Avant ou au début des travaux (avant la pose de l'isolation) ,faire une demande d'attribution du label Performance BBC auprès de Promotelec . Cette demande doit être adressée à Promotelec accompagnée des plans de construction du projet, de la synthèse standardisée d’études thermiques, d’éventuelles pièces justificatives et du montant des frais de dossier.
2) Vérification du dossier technique et notamment de la synthèse de l'étude thermique et des avis techniques du CSTB (ou Atex) pour les produits ou équipements le nécessitant.
3) Visite sur site en fin de chantier et éventuellement en cours de travaux afin de contrôler 70 points (par exemple, la pose des isolants et leur certification

 

Le label BBC pour Bâtiment Basse Consommation énergétique est le 5ème niveau du label "Haute Performance Energétique" défini par l'arrêté du 3 mai 2007.Remarque : Les isolants et vitrages devront impérativement bénéificier d'un avis technique du CSTB ou d'un ACERMI/ACOTHERM, notamment les vitrages saisis ayant un coefficient Uw = 1. En l'absence d'un tel marquage, l'étude thermique sera faite en se référant aux règles Th-U, ce qui est pénalisant. Par exemple, pour les isolants

Pour plus d'informations :
- le guide effinergie
- Cahier des prescriptions techniques Promotelec