Thermique

Construction d'un bâtiment avec étude thermique

A l’origine, le terme “thermique” est un adjectif comprenant ce qui se rapporte aux températures. Par dérivé, le mot thermique est aujourd’hui un nom qui désigne tous les moyens et concepts sur l’échange des températures, les apports nécessaires pour fournir de la température… Il existe différentes spécificités de la thermique et notamment la thermique du bâtiment.

La thermique du bâtiment

Cette thermique du bâtiment rassemble les techniques et les moyens pour rendre le fonctionnement d’un bâtiment optimal pour le confort de température des habitants.

Les enjeux de la thermique du bâtiment

Etudier la thermique du bâtiment revient donc à optimiser le confort dans un bâtiment. De manière plus globale, un bâtiment est également source de nombreux rejets et consommateur de nombreuses énergies, plus ou moins renouvelables. Son fonctionnement peut avoir un impact sur l’environnement. Voici donc quelques enjeux précis de la thermique du bâtiment :

• La réduction des gaz à effet de serre.
• Favoriser l’emploi d’énergies renouvelables. La question des énergies fossiles n’est plus à défendre.
• Une meilleure performance énergétique du bâtiment, qu’il soit neuf ou en rénovation.
• La réduction des factures ou un meilleur rapport confort-prix. En effet, un meilleur fonctionnement des systèmes de régulation des températures permet une facture qui a du sens et sur laquelle n’apparaitra pas de gaspillage d’énergie dépensée à surchauffer pour une pièce mal isolée. 

Les coefficients de la thermique du bâtiment

La question des coefficients de la thermique du bâtiment permet simplement de savoir sur quoi repose l’étude de la thermique du bâtiment. Ils sont les différentes mesures qui permettent d’établir un bilan global de la structure en place ou à mettre en oeuvre.

• Le flux thermique désigne la quantité de chaleur que met la chaleur à disparaître dans un temps donné.
• La conductivité thermique permet d’évaluer la performance d’isolation d’un matériau en fonction de la traversée de la chaleur dans le matériau dans un temps donné en fonction de la température des deux faces. Elle est exprimée en W (désignant le flux thermique/ m (désignant l’épaisseur du mur) /C°(désignant la température). Son opposé est la résistance thermique : capacité d’un matériau à résister à la déperdition de chaleur.
• Le coefficient de déperdition : il s’exprime en W (désignant le flux thermique) /°C. C’est-à-dire qu’il exprime la perdition de chaleur selon la température intérieure et extérieure du bâtiment, sans prendre en compte les surfaces qui les séparent.
• Le coefficient de transmission surfacique thermique correspond à peu près à la conductivité thermique mais à l’échelle d’une paroi. Il permet d’évaluer la capacité d’isolation d’une paroi entière comprenant différents matériaux ainsi que ses spécificités (présence d’une fenêtre, d’une porte…).
• Le coefficient de transmission surfacique “équivalent” correspond à la même chose que le précédent prend également en compte l’environnement et les contraintes extérieures (un sol non-chauffé, un passage d’eau…).
• Le coefficient de transmission linéique exprimé en W/m.°C correspond au flux thermique présent sur une jonction entre deux matériaux. C’est-à-dire qu’entre un plafond et un parquet, il existe toujours une ligne de jonction, c’est la transmission de la chaleur entre ces deux points qui est évaluée.
• Le coefficient de transmission ponctuel exprimé en W/°C est équivalent à la mesure de la transmission linéaire ou surfacique mais sur un point donné.

Les domaines de travail de la thermique du bâtiment

Attention, la thermique du bâtiment ne se contente pas d’étudier un aspect particulier du bâtiment mais c’est bien l’ensemble des domaines qu’il est nécessaire d’optimiser en même temps. Voici les différents espaces étudiés dans la thermique du bâtiment en fonction des coefficients évoqués plus tôt.

Les matériaux de construction

Les concepteurs fournissent des matériaux déjà étudiés auparavant avec les coefficients de résistance nécessaires. La capacité des matériaux à conduire ou à arrêter correctement la température, à recevoir la température et le temps qu’il lui faut pour l’atteindre, permettent d’équilibrer les échanges de flux thermiques dans un bâtiment et ainsi d’éviter la déperdition de chaleur estimée dans certaines maisons à 25 ou 30%.

L’étanchéité

L’étanchéité ne signifie pas nécessairement résister à l’entrée de l’eau dans un bâtiment, mais aussi aux effets négatifs du vent. Il s’agit également de la respiration du bâtiment, c’est-à-dire la nécessité d’évacuer les vapeurs d’eau. L’étanchéité implique l’étude de :

• La pose d’un frein-vapeur qui ne stoppe pas complètement mais permet simplement la respiration
• La pose d’un isolant conservant un confort thermique notamment en hiver.
• La pose d’un pare-pluie pour éviter toute infiltration.

Les ouvertures vitrées

Une paroi vitrée permet d’apporter de la chaleur dans une pièce. Cependant, cette dernière n’est pas toujours recherchée. C’est pourquoi, il est important d’étudier le rapport entre l’apport de cette chaleur et le moyen de l’évacuer. En outre, c’est aussi un moyen pour la chaleur de quitter une pièce, c’est pourquoi, il est recommandé que les ouvertures vitrées ne dépassent pas 20% de la paroi. L’étude des parois vitrées concerne donc leur taille, leur emplacement dans la maison en fonction de l’exposition ainsi que l’inclinaison de ces parois.

La qualité de l’air

La qualité de l’air se fait grâce à une bonne ventilation du bâtiment. Pour cela différents procédés sont proposés :

• Une VMC simple auto-réglable : cette dernière génère constamment le même flux quelle que soit la situation.
• Une VMC double flux : le système double flux permet de préchauffer l’air sortant des bouches de débit, selon les besoins, en fonction de capteurs posés en même temps que la VMC, afin d’éviter une déperdition de chaleur.
• Une VMC hygroréglable: l’ouverture des bouches de débit et d’absorption se règlent en fonction du taux d’humidité.
• Une VMC au gaz : l’air vicié est aspiré avec les résidus dégagés par le chauffe-eau ou la chaudière.

Les ponts thermiques

L’étude des ponts thermiques concerne les isolants posés autour des menuiseries (portes, fenêtres, baie vitrée…) du bâtiment. Il est nécessaire que les isolants soient soigneusement appliqués sans aucune rupture afin d’éviter une déperdition de chaleur. Il faut savoir que cela peut monter jusqu’à 10% de chaleur perdue.