Déphasage - inertie des matériaux isolants

[Architecture NATURELLE]

Attention au raisonnements valables uniquement en régime statique, car si c'était vrai Pléiade ne devrait tout simplement pas détecter de différence quel que soit le type d'isolant. Le confort d'été s'évalue, par définition, en régime périodique (24h). D'où l'intérêt d'utiliser un logiciel de STD-ynamique
Un temps de transfert élevé permet une restitution de l'énergie emmagasinée par la paroi pendant la nuit vers l'extérieur, c'est le principal intérêt, et c'est pour ça qu'on recherche un déphasage proche d'une demi-période pour les parois extérieures les plus exposées l'été (toiture).
Même avec 30 cm d'un isolant de mauvaise qualité (peu de densité, chaleur spécifique faible), les apports internes générés au bout de seulement quelques heures sont tout sauf négligeables dans certaines régions, ce qui est très largement confirmé par le retour d'expérience et facilement mesurable.
L'expérience qu'on voit sur les salon n'est valable que pendant quelques heures car réalisée en régime statique (donc nécessité de coupe le chauffage au bout d'un moment et de laisser refroidir)

Un rapide calcul donne :
1 m² de fenêtre transmet autant d'énergie "sur une journée" que :
- 55 m² de paroi avec 30 cm d'isolant
- 35 m² de paroi avec 20 cm d'isolant
- 18 m² de paroi avec 10 cm d'isolant

Là encore, c'est un raisonnement valable uniquement en régime statique. La résistance thermique d'une paroi n'apporte pas d'information sur l'énergie qu'elle transmet en régime périodique.

Bien évidemment, je suis tout à fait d'accord, la gestion des occultations sont prépondérantes pour obtenir un bon confort d'été, comme d'ailleurs l'optimisation des masses internes à l'enveloppe, ou la recherche du minimum d'apports internes (veilles, LL et LV à ne faire tourner que la nuit, etc...). Mais ça ne suffit pas forcément, et s'il est possible de "couper" une bonne partie des apports solaires des vitrages grâce à des volets adaptés, il serait difficile d'en faire autant avec le reste de l'enveloppe Ce qui justifie, dans les régions pour lesquelles le confort d'été est plus problématique que la thermique d'hiver, qu'on évalue finement l'impact des parois opaques dans le bilan, parce que c'est justement cet epsilon qui peut faire toute la différence et permettre d'éviter la clim, par exemple.

[Architecture NATURELLE]

Comme le dit Nicolas, il faut relativiser, on se situe bien dans le cas particulier d'un bâtiment sans aucune paroi lourde mais avec 6 façades légères constituées d'un mauvais isolant dense ! D'ailleurs vous noterez qu'on a un besoin de chauffage supérieur à 120 kWh/m²/an, qui reste supérieur à 80 même avec un mur d'un demi-mètre, ce qui rend cette cellule-test peu probable tout de même...

Cependant, c'est vrai que le succès de la construction légère paille/chanvre/mortier lié avec des végétaux peut faire craindre que quelques rares simulations se retrouvent théoriquement dans ce cas limite. Je n'ai pas encore rencontré la cas pour ma part :/

"Constituées d'un isolant () dense", mais pas forcément mauvais. Tout les isolants (lambda<0.12) sont impactés par l'approximation faite par Pléiade dans la simulation. Seuls ceux qui ont une capacité importante seront cependant mal évalués.
Cependant, pour étudier le confort d'été, il est préférable de choisir une station météo avec de "vrais" étés (Nîmes, Toulouse, Carpentras...)

Déphasage.jpeg (144.7 Kio) Consulté 27378 fois

Ici, les courbes de températures pour Carpentras. On ne peut pas dire qu'il y ait de doute : l'amortissement n'est franchement pas le même.

[olivir]

Le régime étant dynamique il y a des affrontements de fronts d'onde de chaleur, comme l'a expliqué Raphaël (d'où l'édition de mon précédent post), on parle de résistance thermique augmentée par la masse. C'est vrai que c'est un concept bioclimatique assez important, ce serait vraiment dommage qu'il échappe à P+C !

Cela ne fonctionne qu'avec des matériaux denses en climat affichant une amplitude suffisante au dessus et au dessous de la température intérieure désirée et/ou avec une exposition favorable au soleil.

Pardon, effectivement pour les isolants, je me suis trompé Raphaël, P+C effectue une approximation sur tous les matériaux affichant un 0<λ<0.12. Le risque de souci concerne donc tous les matériaux présentant à la fois un Cp élevé et un λ<0.12, qu'ils soient de très bons ou de très mauvais isolants.

[Nicolas]

Pas facile de démêler tous les points les uns des autres

J'ai encore des doutes sur l'intérêt de ce cas "critique" (graph), il ne permet pas de comparer à d'autres choses, il dit seulement qu'il y a un impact et l'échelle de dT journalier n'est pas comparable à un cas réel. Il faut prendre en compte le reste, notamment ventilation, menuiseries et bien sûr ouverture des fenêtres. Parce que sinon on maximise les dT journalier et on perd l'échelle réelle des variations journalières.


J'insiste tout de même, ma formule est bonne. Elle est vrai en statique mais reste valable en bilan sur un période (jour par ex.).
Et la densité d'une paroi n'impact pas l'énergie qui la traverse durant une période. La densité n'a d'impact que sur le déphasage et l'amortissement.
Et on parle bien de la même chose : l'énergie qui est transmise de la paroi vers Ti.

La différence est peut-être dans l'importance qu'on donne à l'impact de l'énergie transmise en fonction du déphasage. Moi tous mes résultats me font considérer que l'impact de la densité de l'isolant est bien moindre qu'un paquet de points à traiter auparavant.

Aller, j'en rajoute une couche : l'impact environnemental d'un isolant est proportionnel à sa densité. (important à considérer pour les laines et fibres de bois)
(c'est parfois dur d'aller à l'encontre de certain principe établis)

[Architecture NATURELLE]

J'insiste tout de même, ma formule est bonne. Elle est vrai en statique mais reste valable en bilan sur un période (jour par ex.).

... à condition que la température extérieure reste supérieure à la température intérieure pendant toute la période. Ca arrive, mais c'est rare heureusement (canicule). A partir du moment où la t° ext oscille autour de la t°int, ça devient faux.

J'ai encore des doutes sur l'intérêt de ce cas "critique" (graph), il ne permet pas de comparer à d'autres choses
Exact, il n'a pas non plus d'autre prétention.
Pour aller plus loin, il faut étudier un cas réel, un de nos projet, ce que j'ai déjà fait. Les résultats ne sont valables cependant que dans le cas bien précis de ce projet, et les extrapoler serait très hasardeux. Cela dit, j'obtiens un confort d'été meilleur avec les 2 matériaux à la place d'1 seul isolant. Pour info, sur une période étudiée de 100 jours, le taux d'inconfort passe de 8% à 5.5% dans la pièce principale, ce qui n'est finalement pas si négligeable que ça.

Moi tous mes résultats me font considérer que l'impact de la densité de l'isolant est bien moindre qu'un paquet de points à traiter auparavant.
Ok, c'est vrai, mais traiter tous ces points n'est pas forcément suffisant.Cela n'empêche pas que l'impact du déphasage des parois peut ne pas être négligeable, tout dépend notamment de la région du projet. En Bretagne, clairement, ce n'est pas primordial. Dans l'arrière pays Provençal, c'est très différent. Tous mes résultats montrent clairement que cela devient même fondamental de ne pas isoler avec n'importe quoi.

Aller, j'en rajoute une couche : l'impact environnemental d'un isolant est proportionnel à sa densité. (important à considérer pour les laines et fibres de bois)
Quand on isole avec des ballots de paille à 120kg/m3 (co-produit) qui viennent du champ voisin... Ou, pour les isolants industrialisés, avec de la ouate de cellulose ???
Mais je suis bien d'accord, la laine de bois, clairement, a un bilan environnemental mauvais : matière première importée des pays nordiques ou d'Europe de l'est, usines de transformation allemandes, transport...

[Renaud]

Bonjour,

Je vais essayer de faire quelques tests quand j'aurai un peu de temps.
En attendant, quelques remarques : dans les tests, il vaudrait mieux mettre un Fermacel de chaque coté de l'isolant et non d'un seul coté pour que l'inertie soit comptée "symétriquement".
Ensuite, en effet, il faut relativiser l'impact du déphasage des isolants, car avec une épaisseur importante, il n'y a en effet pas grand chose à déphaser, car la propagation peut-être plus rapide avec un isolant moins dense, mais elle sera de très faible amplitude à cause de l'épaisseur.
Cela dit, je vais quand même faire les tests, et s'il le faut, je rendrai la limite des 0.12 W/K définissable par l'utilisateur.

[Mathieu.C]

Bonjour,

Certes dans le cas de la boite, on a uniquement le phénomène de transmission par parois opaques qui impacte la Tint, et dans un projet « réel », avec apports solaire, internes, etc… ce phénomène est loin d’être le plus impactant. Il est aussi vrai qu’ajouter de la masse à l’intérieur (dalles, murs en béton) est plus efficace. Mais dans les cas précis où il n’est pas possible d’amener cette masse de par la nature de la construction (maison ossature bois) et que les autres facteurs influençant le confort d’été ont été maitrisé (protections solaires, surventil nocturne), alors le phénomène de déphasage des isolants peut devenir important. Principalement pour les régions chaudes, l’épaisseur d’isolant « nécessaire » pour l’hiver est plus faible, ce qui fait que la transmission thermique est plus importante et le déphasage devient alors encore plus important pour l’été.
Un des défauts reproché à la maison ossature bois actuellement est son manque d’inertie et donc son « mauvais » confort d’été, l’utilisation d’isolants plus dense permettrai de palier en parti à ce défaut…mais le débat sur l’impact réel de la densité de l’isolant reste important. Il semble donc primordial qu’un outil comme P+C permette d’arbitrer sur l’impact réel de la nature des isolants…

« Aller, j'en rajoute une couche : l'impact environnemental d'un isolant est proportionnel à sa densité. (important à considérer pour les laines et fibres de bois) ». C’est peut être vrai pour un matériau de même nature, (fibre de bois peu dense – dense), mais il ne faut absolument pas généraliser ce principe !!!
De même que R bobeda, j’ai testé rapidement l’isolant seul et la paroi « composite équivalente » sur un projet « réel », on a une différence sur le confort d’été assez significative…(certes bien moins visible que dans le cas de la boite…)

Renaud, si la limite des 0.12W/K peut devenir définissable pour l’utilisateur et que l’on veut que sa marche pour tout les isolants, il faut la mettre inférieur au lambda des isolants, et à ce moment là, il n’y a plus de raisons d’avoir cette valeur non ?? Il n’est pas possible de considérer les isolants comme les autres matériaux et de prendre ainsi en compte leur masse ?

Cordialement,

Mathieu

[jdpjav]

Bonjour,
Très intéressante discussion !
Y'a-t-il eu une suite ?
--> un autre post poursuit le propos ?
--> Renaud a-t-il modifié le seuil de 0,12 ?
Merci !

[Régis]

Bonjour,

Y'a-t-il eu une suite ?
--> un autre post poursuit le propos ?

Non, tout est là...

--> Renaud a-t-il modifié le seuil de 0,12 ?

Non, suite a une série de tests de validation, le seuil de 0.12 a été conservé mais des améliorations ont été apportées pour une meilleure prise en compte de l'inertie.

Cordialement.

[jdpjav]

Merci, mais 2 questions :
@ Régis : peut-on avoir des précisions sur ces améliorations ?
@ ceux qui préconisent de simuler l'isolant par 2 couches de matériaux, comme dit plus haut : le matériau "non-isolant" (lda>0,12), vous le positionnez plutôt coté intérieur, je suppose ?

[Régis]

@ Régis : peut-on avoir des précisions sur ces améliorations ?

Dans "Historique des modifications" que l'on trouve ici sur notre site internet ou dans "Menu démarrer" > "Programmes" > "Izuba Energies" > "Documents.pdf" il est indiqué : "Nouvelle manière de prendre en compte les parois intérieures à une zone beaucoup plus précise" pour la version 3.1.7.

Je n'ai pas beaucoup plus de détail à vous fournir, puisque les améliorations ont consisté en une modification du moteur de calcul.

Cordialement.

[jdpjav]

Ben oui, mais cela ne nous dit pas grand chose de concret vis à vis des interrogations de fond exprimées plus haut ...
Mais je comprends, par ailleurs, qu'il est difficile d'expliciter toutes les modifs.

Peut-être que ceux qui ont développé un programme de tests avant la modif y reviendront : on aura sûrement un retour.
En attendant : Bonnes Vacances !

[gleo]

salut,

Alors, avons-nous un petit peu plus d'explications?

Je suis confronté au même problème: je veux isoler mes combles et j'étudie actuellement la différence entre laines minérales (verre et roche) et isolant à base de fibre de bois.

Pour une épaisseur de 20 cm et pour un lamba équivalent, je n'ai aucune différence qqsoit l'isolant !! Ça me paraît étrange...

Il me semble qu'il devrait y avoir, au minimum, un déphasage du à la densité de la fibre de bois?

Quelqu'un de chez izuba ou autres pourrait m'éclairer ? Merci

[Régis]

Bonjour,

Les courbes que vous obtenez sont effectivement très proches.
Il semble donc que le déphasage n'ait pas ou peu d'influence sur le comportement thermique du bâtiment par rapport aux autres phénomènes (ventilations, ponts thermiques, apports gratuits).
Pour vérifier cela, je vous propose de faire les simulations suivantes pour mettre en évidence le déphasage résultant du choix des matériaux.
Pour cela, relancer les 3 variantes avec les 3 isolants en :
- mettant tout les ponts thermiques à 0;
- lançant la simulation sans apport solaire et sans gain interne;
- supprimant chauffage et ventilation.
Vous pourrez ainsi constater l'influence du déphasage obtenu par le choix de tel ou tel matériau.

Cordialement.

[gleo]

Merci pour la rapidité de la réponse.

Dans mon 1er message, j'avais oublié de préciser que c'était une toiture légère traditionnelle: charpente bois + tuile.
Donc aucune inertie et c'est pour cela que je regarde l'impact des différents isolants.

Je suis d'accord avec vous pour la solution proposée, mais ça répond pas à ma question, puisque je ne simule pas la réalité.
Je veux bien désactiver les apports solaires, mais c'est justement le résultat que je recherche: l'impact d'un isolant à fibre de bois sur le confort thermique d'été

J'ai malgré tout fait ce que vous proposiez et les résultats ne sont pas probants:

Auriez-vous une explication?