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Introduction
Le bâtiment est au cœur du Grenelle de l’environnement puisqu’il consomme près de 40 % de l’énergie finale et contribue pour près du quart aux émissions nationales de gaz à effet de serre. La loi Grenelle 1 fixe des objectifs ambitieux en matière de réduction de la consommation d’énergie dans les bâtiments neufs, mais aussi dans les bâtiments existants faisant l’objet de travaux de rénovation.
Pour les bâtiments neufs, la consommation d’énergie primaire doit être inférieure ou égale à 50 kWh/m2/an en moyenne. Ce seuil, même modulé en fonction de différents paramètres comme le type d’énergies, la localisation, les caractéristiques et l’usage du bâtiment, reste au moins deux fois plus élevé que le niveau de la réglementation thermique de 2005 (130 à 250 kWh/m2/an en zone Hl tous types d’énergie confondus). Sont concernés par ces mesures, les bâtiments publics, tertiaires et résidentiels hors zone ANRU, à partir de fin 2011 et tous les bâtiments neufs à partir de début 2013.
La loi Grenelle 1 va encore plus loin puisqu’elle prévoit la généralisation des bâtiments à énergie positive (production d’énergie à partir de sources renouvelables, au moins égale à la consommation) dès la fin 2020.
Pour les bâtiments existants, la loi Grenelle 1 vise la réduction des consommations d’énergie du parc existant de 38 % environ d’ici 2020. Elle prévoit entre autres une rénovation à un rythme soutenu de l’ensemble du parc de logements sociaux d’ici 2020, soit près de 800 000 logements.
Toutes ces mesures seront accompagnées par des incitations financières adaptées au neuf et à l’existant comme des prêts à taux privilégiés, crédits d’impôts, aide à l’accession à la propriété, prêt à taux zéro pour les acquéreurs anticipant les objectifs, etc.
Ces mesures ont pour objectif principal la réduction de la consommation d’énergie et la protection de l’environnement par la réduction des émissions de gaz à effet de serre. Cependant, elles ne doivent pas dégrader le confort des occupants dans le neuf et dans l’existant en cas de réhabilitation (confort d’été, confort acoustique … ).
Pour atteindre les objectifs annoncés, il faut commencer par réduire les déperditions énergétiques à travers l’enveloppe du bâtiment par le renforcement de l’isolation thermique tout en récupérant et stockant dans la limite du possible le maximum d’apports gratuits (conception bioclimatique et bonne inertie thermique du bâtiment).
Ensuite il faut équiper systématiquement le bâtiment par des systèmes énergétiques performants faisant appel de préférence aux énergies renouvelables. Pour améliorer le confort d’été il faut mettre en place des protections solaires adaptées et veiller à ne pas dégrader l’inertie thermique du bâtiment.
L’effort est donc considérable. D’ailleurs dans le Grenelle on parle de « rupture » par rapport aux pratiques courantes (niveau RT 2005 ).
La consommation d’énergie liée au chauffage est estimée à 70 % environ de la consommation globale du bâtiment. Pour atteindre les objectifs du Grenelle, il faut au moins réduire de moitié la part du chauffage d’ici fin 2010. Pour y arriver, il va falloir doubler en moyenne le niveau d’isolation thermique des bâtiments.
Cette isolation ne pouvant être continue et homogène, les zones mal isolées créent des ponts thermiques à travers lesquels ont lieu d’importantes fuites de chaleur vers l’extérieur.
Dans un futur proche, le traitement des ponts thermiques va devenir indispensable pour atteindre les objectifs du Grenelle en matière de réduction de la consommation d’énergie dans le bâtiment. Il est certain que les solutions « traditionnelles » de traitement ne suffiront plus et que nous seront tôt ou tard amené à faire un saut, soit par la voie de l’innovation, soit par le changement de nos habitudes constructives ou encore par les deux à la fois.
Dans tous les cas de figure, il faut veiller à ne pas dégrader la stabilité du bâtiment ni toucher à la sécurité des occupants.
Ce guide fait le point sur les ponts thermiques et évalue leur impact sur la consommation d’énergie dans le bâtiment.
Il donne également le moyen de les localiser en fonction du système constructif et par type d’isolation choisi.
Il décrit tout un panel de solutions de traitement et rappelle les exigences de la réglementation thermique en la matière.
Enfin, il attire l’attention sur les risques potentiels pouvant être liés à l’utilisation de solutions de traitement non traditionnelles qui ne bénéficient pas d’une évaluation technique fournie par un groupe d’experts compétents (Avis Technique ou Appréciation Technique d’Expérimentation).
Définition
Un pont thermique est une partie de l’enveloppe du bâtiment où la résistance thermique, par ailleurs uniforme, est sensiblement réduite par une absence ou une dégradation locale de l’isolation et donne lieu à d’importantes fuites de chaleur vers l’extérieur.
Les ponts thermiques dépendent du système constructif, du niveau et du type d’isolation des parois.
On les localise généralement aux jonctions entre parois, mais ils sont également présents au sein des parois elles-mêmes.
Familles
Il existe deux familles distinctes de ponts thermiques dans le bâtiment :
- les ponts thermiques des liaisons (PTL)
- les ponts thermiques intégrés (PTI)
Les ponts thermiques des liaisons (PTL)
Ils sont généralement dus à l’interruption de l’isolation au niveau des liaisons entre les parois du bâtiment.
L’exemple type est celui de la liaison entre une dalle et un mur isolé par l’intérieur.
L’interruption de l’isolation constitue un chemin privilégié pour la fuite de la chaleur vers l’extérieur du bâtiment.
Les ponts thermiques intégrés (PTI)
Ils sont générés par l’interruption ou la dégradation de l’isolation au sein de la paroi.
Très souvent ils sont causés par des éléments de fixation de l’isolant ou par des ossatures secondaires.
Attention !
Les ponts thermiques intégrés dégradent l’isolation de la paroi. Leur impact doit être pris en compte lors du calcul du coefficient de transmission thermique U (W/(m2 .K)) de la paroi.
Unités
Les ponts thermiques linéaires (jonction entre une dalle et une façade par exemple) sont quantifiés par un coefficient linéique exprimé en W/(m.K) (Watt par mètre linéaire et par degré Kelvin).
Les ponts thermiques ponctuels (une cheville métallique traversant l’isolant par exemple) sont quantifiés par un coefficient ponctuel X exprimé en W/K (Watt par degré Kelvin)
Observation
Le coefficient de transmission surfacique des parois en partie courante U est exprimé en W/(m’.K) (Watt par mètre carré de surface et par degré Kelvin).
Calcul
Les ponts thermiques sont calculés par simulation numérique conformément à la norme NF EN ISO 10211. Le principe consiste à modéliser le détail constructif sur ordinateur et à faire ensuite la différence entre deux flux de chaleur obtenus par simulation :
- un premier flux qui traverse le modèle intégrant le pont thermique.
- un deuxième flux qui traverse le même modèle auquel on a soustrait l’effet du pont thermique.
Modèle sans pont thermique – Cas d’une liaison dalle / mur de façade
Pour obtenir la valeur d’un pont thermique linéaire, le flux résultant est ensuite ramené à l’unité de longueur.
La valeur du pont thermique diminue légèrement avec l’augmentation de l’épaisseur du doublage intérieur.
Observation
Généralement la valeur des ponts thermiques de liaison les plus courants varie entre 0 et 1,5 Wl(m.K) selon le détail constructif.
La valeur des ponts thermiques intégrés courants varie entre 0 et 0.4 W!(m.K).
Au sommaire
Introduction
Les ponts thermiques
• Définition
• Familles
• Unités
• Calcul
Les impacts des ponts thermiques
• Impact énergétique
• Autres impacts
Les ponts thermiques des liaisons (PTL)
• Incidence du système d’isolation
• Localisation et évaluation des PTL
• Traitement des PTL
• Les rupteurs de PTL
Les ponts thermiques intégrés (PTI)
• Localisation et évaluation de l’impact des PTI par système constructif
• Traitement des
Les ponts thermiques et la réglementation
Glossaire
Réglementation, normes et autres documents de référence
Bibliographie
Index…
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Resumé
Le Guide Pratique Développement durable « Les ponts thermiques dans le bâtiment » est un outil de sensibilisation à la problématique liée à la présence des ponts thermiques dans l’enveloppe isolante du bâtiment, qu’il s’agisse de construction neuve ou de bâtiment existant lors de travaux de rénovation.
Le traitement des ponts thermiques devient désormais indispensable pour atteindre les objectifs du Grenelle en matière d’exigences environnementales : limiter les émissions de gaz à effet de serre et réduire la consommation énergétique dans les bâtiments pour parvenir à terme à la généralisation de bâtiment à énergie positive.