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Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be

Isolation thermique&

Etanchéité à l’air

Xavier Loncour, ir

Division ‘Energie & Bâtiment’

06/03/2013 Isolation thermique & étanchéité à l'air - évolutions récentes 1


Contenu de cette présentation

Réglementations PEB Exigences actuelles et renforcements annoncés Prise en compte des nœuds constructifs

Etanchéité à l’air des bâtiments Conception des nœuds constructifs du point de vue de

l’étanchéité à l’air Les types de raccord de la barrière à l’air

Les nœuds à la loupe

206/03/2013 Isolation thermique & étanchéité à l'air - évolutions récentes

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Réglementations PEBExigences en vigueur et renforcements annoncés


Logements


Des ambitions élevées dans un avenir proche Déclaration de politique régionale wallonne

« En ce qui concerne les nouveaux bâtiments, toute construction respectera la norme « très basse énergie » à partir de 2014. Elle respectera la norme « passive » ou équivalente à partir de 2017. A partir de 2019, toutes les nouvelles constructions – en plus de la norme passive - devront respecter au minimum la norme « zéro-net » et tendre vers des bâtiments à énergie positive (production d'énergies renouvelables supérieure ou égale à la consommation d'énergie primaire non-renouvelable, sur base annuelle).Les rénovations d’ampleur, en particulier d’habitations, respecteront la norme très basse énergie à partir de 2015. Toutes les autres rénovations devront tendre vers la norme « très basse énergie »

Révision de la directive EPBD (Recast)Article 9: Nearly zero energy buildings1. Members States shall ensure that:a) by 31 December 2020, all new buildings are nearly zero energy buildings as defined in Article 2(1a), andb) after 31 December 2018, public authorities that occupy and own a new building shall ensure that the building is a nearly zero energy building as defined in Article 2(1a).

Art. 2(1a) "nearly zero energy building" means a building that has a very high energy performance, determined in accordance with Annex I. The nearly zero or very low amount of energy required should to a very significant extent be covered by energy from renewable sources, including renewable energy produced on-site or nearby;


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Région Bruxelloise – Niveaux d’ambition

Arrêté du 05 mai 2011 – publié le 14/09/2011

Art. 5bis.A partir du 01/01/2015, les unités PEB Habitation individuelle ont : Une consommation d'énergie primaire pour le chauffage, l'eau chaude

sanitaire et les auxiliaires électriques inférieure à 45 kWh par m² et par an;

Une étanchéité à l'air sous 50 Pa inférieure à 0.6 par heure; Un besoin net de chauffage inférieur à 15 kWh par m² et par an; Une température de surchauffe qui ne peut dépasser les 25 °C que

pendant 5 % du temps de l'année. »

5Isolation thermique & étanchéité à l'air - évolutions récentes06/03/2013


Réglementations PEBUne évolution loin d’être terminée


EPBD Recast – 31/12/2020Near zero energy building

?

Logements

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Valeurs UmaxExigences actuelles et renforcements annoncés


Source : CSTC contact 2011/3

Le renforcement des réglementations a eu un effet considérable sur la composition des parois – exemple des toitures inclinées


Prise en compte des nœuds constructifsdans les réglementations régionales

Entrée en vigueur Région wallonne – 06/2012

Région Bxl – 07/2011

Région flamande - 01/2011


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Nœuds constructifs approuvésRègles de base


Fig.2


Nœuds constructifs approuvésApproche complète


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e ???

Déperdition thermique d’un bâtiment Déperdition par les parois (1D)

Surface, valeur U, type d’environnement

+ Déperdition via les nœuds constructifs (2D) ou (3D)

2D longueur, déperdition linéique e, type d’environnement3D Nombre, déperdition ponctuelle e


Coefficient de transmission thermique linéique Ψe [W/mK]= terme de correction linéique du flux thermique unidimensionnel pour un T de 1 K entre lesenvironnements situés de part et d’autre du pontthermique linéaire

mK

WlUlU

TT ei

De 2211

2


Cas d’une paroi plane homogène

Flux de chaleur homogène unidimensionnel Pas de correction 2D


e = 0,000 W/mK

ie

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Nœud constructif linéaire

Exemple d’une colonne en béton dans un mur creux


l1 – U1

U1 = 0.22W/m²K

e = 0,995 W/mK


Nœud constructif géométrique

Angle sortant Les déperditions au niveau du coin sont surestimées en

calcul 1D valeur e négative = Conséquence des conventions de mesurage (dimensions extérieures)


8cm isolantU = 0.30 W/m²K

l1e

l2e

e = - 0,124 W/mK

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Nœud constructif géométriqueImpact de l’épaisseur d’isolant dans un mur creux


Les résultats changent dès qu’un des paramètresdu calcul est adapté (géométrie, matériaux, épaisseur).

La voie « calcul numérique » nécessite de ce faitd’adapter les calculs au cas rencontré en pratique…


Déperditions thermiques Outils disponibles pour le calcul

HEAT2

BISCO

Therm

TRISCO

, etc.

KOBRAwww.cstc.be/go/kobra

Téléchargeable gratuitement sur le site du CSTCBase de données de détails disponibles


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Nœuds constructifs – performance thermique

De très nombreuses solutions sont possibles Le niveau de performance des nœuds doit être en

relation avec le niveau de performance du bâtiment

La performance du point de vue thermique est calculable. Une évaluation de la performance thermique d’un nœud peut également être réalisée sur base de règles simples (règles PEB)

Différents niveaux d’ambition possibles Conforme PEB 2012

… Bâtiment passif ou équivalent

Rénovation – pas d’exigence réglementaire



Etanchéité à l’air - Réglementations et niveaux d’ambition

Performance évaluée au niveau du bâtiment et pas au niveau des nœuds. Le niveau d’ambition va influencer la conception des nœuds.

Actuellement, pas d’exigence explicite dans les réglementations PEB Un niveau de performance peut être imposé pour un projet

particulier dans un cdc Avec le renforcement des exigences PEB au niveau bâtiment,

l’importance de l’étanchéité à l’air va aller en augmentant Bâtiment à consommation d’énergie quasi nulle ↔ exigence implicite


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Quantification de l’étanchéité à l’air

V50 : Débit de fuiteà travers l’enveloppe

du bâtiment [m³/h]

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v50 = V50/Atest [m³/h.m²]

n50 = V50 / Vint [m³/h.m³]

[h-1]



Etanchéité à l’air - performances actuelles

Les performances s’améliorent... Statistiques VEA 2006-2011 www.energiesparen.be

Action CALE en Wallonie


0 3 6 9 12

v50 (m³/hm²)

0 3 6 9 12

ExigenceLabellisation « passif »n50 = 0,6 h-1

Etude SENVIVV50 logements de 1992-1993

n50 = 10,1 h-1

Valeurpar défaut PEBv50 = 12 m³/hm²

Statistiques VEA2006-20112.700 logementsv50 = 3.65 m³/hm²

Action CALE139 logementsde 2006-2011

v50 = 2.4 m³/hm²

Lien entre v50 et n50 - voir slide suivant

n50 (h-1)

Résultats CALE3 (10/2012)Moyenne : v50 = 1,96 m³/hm²

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Relation entre les paramètres v50 et n50


int

.

5050 V

V

C

vn ext

extV

VCnv int

50

.

50

C = compacité (m)

Vext = Volume protégé du bâtiment calculé sur base des dimensions extérieures (m³)

Vint = Volume intérieur du bâtiment (m³)


1. Concevoir

étanche à l’air

2. Choix des installations ‐gestion des percements

3. Construireétanche

4. Mesure des performances

Obtenir de bonnes performances d’étanchéité à l’air commence dès la conception


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Construire étanche

Principe de base: assurer la continuité de la barrière d’étanchéité à l’air

La performance n’est pas prédictible – importance de la qualité de réalisation et de l’expérience



Continuité de la barrière à l’airCherchez l’erreur…


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Types de jonctions de la barrière à l’air

3 types de jonctions1. Sec-Sec

• Raccords de lés de pare-vapeurs• Fixation mécanique d’un pare-

vapeur (collage – latte de fixation)• …

2. Sec-Humide• Raccord d’un pare-vapeur à un

enduit• Raccord d’une menuiserie à une

maçonnerie • …

3. Humide-Humide• Raccord de deux parois enduites




1. Jonction sec-sec Raccords de lés de pare-vapeurs


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2. Jonction sec-humide

2 types de solution Produits collés sur le

gros-oeuvre puis enduit Produits noyés dans l’enduit

treillis d’accrochage ≠ partie étanche à l’air




3. Raccord Humide-Humide• Raccord de deux parois enduites lorsque l’enduit

intérieur assure l’étanchéité à l’air


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Evaluer un détail selon le critère ‘étanchéité à l’air’…Se focaliser sur la continuité de la barrière à l’air



Les nœuds à la loupe


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Niveaux d’ambition…



Exemple 1 - Raccord Façade - Mur de refend


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Raccord Façade-Mur de refend

Enduisage des retours de baies (accueillant par la suite des portes intérieures) surtout si elles sont situées à proximité des façades



Etanchéité à l’air des matériaux – les maçonneries

06/03/2013 34Isolation thermique & étanchéité à l'air - évolutions récentes

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Etanchéité à l’air des matériaux


Phénomène observé en créant une différencede pression de l’ordre de plusieurs centaine de Pa


Etanchéité à l’air des matériaux – les maçonneries


Pour les maçonneries, l’étanchéité à l’air est assurée par l’enduit intérieur

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Enduire les retours de baies ?

Fuite potentielle plus importante En maçonnerie béton Si la distance à la façade est inférieure à la longueur de quelques blocs (alternance

des joints)

A enduire si la distance à la façade est inférieure à … 1m … certainement en cas de blocs béton ou si le niveau d’ambition est très élevé

En tenir compte dès le stade de la conception et de la réalisation du gros-oeuvre



Exemple 2 - Raccord Façade – Toiture inclinée


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Raccord Façade – Toiture inclinée


Points d’attention- Sens de pose des lés- Fixation mécanique des raccords collés- Zone technique (lattes et contre-lattes)

permettant le passage de conduites sans endommager le pare-vapeur

- Longueur des vis de fixation des plaques de finition

- Eviter les spots encastrés ou dimensionner la zone technique en conséquence

- Crantage du raccord plafond-mur- Chronologie des travaux

1. Pose du pare-vapeur2. Plafonnage et raccord noyé


Alternative au raccord sec-humide– lé en attente au niveau la sablière


A envisager en cas de présence d’une poutre de ceinture en bétonPas le cas sur cet exemple

A prévoir lors de la réalisation des travaux de charpente ! planning - communicationNe pas poser le lé en attente à sec Etanchéification à prévoir entre la sablière et la poutre de ceinture! Ne pas endommager la membrane en attente en cours de chantier

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Exemple 3 - Raccord Mur pignon – Toiture inclinée



Les habitudes évoluent !


f = 0.54

e = 0.278 W/mK

f = 0.79

e = -0.033 W/mK

Blocs béton

Blocs béton


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15kWh/m² an – Exigence sévère?


f = 0.54

e = 0.278 W/mK

f = 0.79

e = -0.033 W/mK

Blocs béton

Blocs béton



Attention à l’utilisation de l’option calcul numérique


Selon la masse, la nature du bloc porteur et du mortier, certainesvariantes de ce détail satisfont au critère e limite de la PEB

L’option calcul numérique nécessite un calcul spécifique au cas rencontré

Valeur limite pour le critèrePEB e pour ce nœud

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Raccord Mur pignon – Toiture inclinée


Points d’attention:• Réaliser une boucle avec le pare-vapeur

pour éviter des contraintes pouvantengendrer des déchirures

• Longueur du lé de pare-vapeur suffisantepour assurer un lien étanche avec leplafonnage

• Longueur des vis de fixation de la finition !• Eviter l’installation de spots encastrés• S’il est possible de réaliser un test

d’infiltrométrie d’orientation, placer laplaque de plâtre après celui-ci

• Performance acoustique dépend de lafinition intérieure + position du premierchevron

Possibilité de réaliser un raccord sec-sec – notamment en rénovation →

Photo: D. De Vroey


Solution alternative en version Sarking


source

Commentaires:• Solution surtout intéressante en

rénovation• Au vu du type d’isolant utilisé,

cette solution n’est pas toujoursperformante acoustiquement

importance de la finition intérieurePoints d’attention en constructionneuve:• Hauteur du bloc porteur à régler• Pare-vapeur à laisser en attente

pour raccordement ultérieur àl’enduit mural

• Raccord sec-humide

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Rénovation d’une toiture inclinée en toiture Sarking

Avantage Intervention par l’extérieur maintien des finitions intérieures

Technique idéale en combinaison avec l’isolation par l’extérieur de la façade (ETICS)

Points d’attention Prévoir un pare-vapeur En rénovation, continuité de

l’étanchéité à l’air difficile àréaliser (se raccorder àl’enduit mural intérieur…)

Traitement soigné du raccordpréalable à la pause despanneaux isolants nécessaire



Rénovation de façade – isolation par l’extérieur


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AVANT

APRES

Rénovation de façade – isolation par l’extérieur



Exemple 4 - Planchers intermédiaires


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Raccord Plancher intermédiaire - Façade

3 types de fuites d’air possibles1. Via le creux des hourdis2. Sous les hourdis, à la connexion

avec le mur porteur inférieur3. Au dessus des hourdis, à la

connexion avec le mur porteur supérieur

Solutions1. Prévoir une chape de compression /

béton de remplissage colmatant les creux

2. Etanchéité à l’air réalisée par l’enduit intérieur – Préférer la pose sur mortier et éviter la pose à sec des hourdis

3. A l’étage, l’enduit mural peut descendre jusqu’au plancher


Certains systèmes de coffrage perdu ne sontgénéralement pas posé sur mortier.

Joint intérieur à soigner


Exemple 5 - Pied de mur


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Pied de mur – construction massive


Commentaires:• Attention à l’étanchéité à l’eau !

Points d’attention:• Pont thermique évité via le

placement d’un bloc isolant• Solution avec membrane

d’étanchéité à l’air – mise en œuvrepas évidente

• Collage au béton et à la maçonnerie– propreté – humidité


Traitement du pont thermiqueInterposition d’un bloc isolant

Critère demandé par la PEB ≤ 0.2 W/mK

Différentes solutions techniques existent Verre cellulaire

Béton cellulaire

Blocs isolantsen terre cuite

Sytèmes compositesbéton + isolant


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Pied de murBande d’étanchéité à l’air & passage des câbles

55

Source : Eureca



Solution alternative au placement d’une membrane?

Les mesures réalisées sur chantier montrent que les fuites en pied de mur en construction traditionnelle sont limitées… alors qu’aucune attention particulière n’avait été apportée … lors de la réception

Membrane à prévoir si de hautes performances sont visées Durabilité de la performance… Solution avec des produits d’étanchéité liquide…


Mesures réalisées dans 6 maisonsen l’absence de bande d’étanchéité à l’air

A comparer par exemple à la performancede la meilleure classe d’étanchéité à l’air

des menuiseries extérieuresClasse 6 = 0.38 m³/hm² @ 50Pa

Cfr CSTC contact 2012-1

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Exemple 6 - Porte extérieure



Solution pour seuils de portes

Etanchéité à l’air classique Sans pièce d’appui

• Sans dispositif d’étanchéité

• Avec brosse / kaltefeind Joint inférieur rajouté Avec joint inférieur

magnétique

Ordre de grandeur des fuites De l’ordre de 2...3 m³/h

cm²@50 Pa 0.8cm*90cm = 72cm² 140...210m³/h

58Isolation thermique & étanchéité à l'air - évolutions récentes06/03/2013

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Pose de porte extérieurePièce d’appui inférieure et continuité de l’isolation thermique


Commentaires:• Thermiquement - un des détails les

moins évident à résoudre…• Attention à l’étanchéité à l’eau !

Membrane soudée ou collée +drainage – Attention au drainage duretour de baie.

Points d’attention:• Bloc isolant• Dormant inférieur. Pour

l’accessibilité, règles en vigueurconcernant la hauteur du ressaut(réglementations régionales)

• Bande d’étanchéité à l’air collée• Le bloc extérieur en combinaison

avec le bloc isolant permet de poserle seuil. D’autres versions de cedétail existent avec des consolesd’appui.



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Exemple 7 - Raccord à la toiture plate



Raccord à la toiture plateDifférentes solutions envisagées

Pas de traitement du nœud constructif

Interposition d’un bloc isolant Béton cellulaire : 15cm/20cm/25 cm

Verre cellulaire : 5cm/10cm

Acrotère isolé Latéralement uniquement ou

complètement emballé


Hypothèses du calcul : U toiture = 0.17 W/m²K – U mur = 0.20 W/m²K

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Solutions techniques pour l’isolation de l’acrotère



Exemple de nœud non conforme selonles règles de base (valeur R du bloc) mais

conforme via la voie ‘calcul numérique’

Exemple de nœud conforme selonles règles de base mais non conforme

via la voie ‘calcul numérique’


Détail d’acrotère – points d’attention


Commentaires:• Etanchéité à l’air assez facile à

traiter en construction lourde ettoiture chaude en comparaison avecle même détail réalisé en toiturelégère

• La composition en toiture lourde estfavorable pour les performancesacoustiques

Points d’attention:• Remplir les alvéoles des hourdis• Raccord « bloc porteur – hourdis »

à soigner• Choix du bloc isolant à adapter

selon l’isolation de la toiture et dumur (critère de la résistanceminimale en PEB)

• Attention à la remontée d’étanchéitéà l’eau – 15cm

Source : NIT 244

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Exemple 8 - Menuiserie extérieure



Positionnement optimal des fenêtresen isolation par l’extérieur ?

2 cas considérés (pour une épaisseur d’isolation constante) Avec retour d’isolant sur la menuiserie

Sans retour d’isolant sur la menuiserie (à ne pas faire !)


d

d=0cm d=10cm d=20cm

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Positionnement optimal des fenêtresen isolation par l’extérieur

6706/03/2013 Isolation thermique & étanchéité à l'air - évolutions récentesRésultat calculé pour 30cm d’isolation et une maçonnerie de 14cm

contact avec le mur porteur

Zone optimale = fenêtre posée au milieu de l’isolant mais la courbe est assez plate.La performance diminue lorsque la fenêtre entre en contact avec le mur porteur.


Note : Le détail avec retour d’isolant semble moins performant sur base du Psi.Au global (en prenant en compte les valeurs U et les surfaces) il est plus performant.


Pose de menuiserie en isolation par l’extérieur

Différentes solutions envisageables


Commentaires:• La nature de l’isolant extérieur peut

influencer fortement lesperformances acoustiques

• Le cadre extérieur de la menuiserievise à assurer les performancesacoustiques du détail

Points d’attention:• Raccord sec-humide• Bande d’étanchéité à l’air à placer

avant la pose des menuiseries• Prévoir une battée suffisante !• Un profilé d’arrêt d’enduit collé au

dormant permet d’éviter lafissuration de l’enduit – pas definalité d’étanchéité à l’air

• Epaisseur minimale de l’isolant surla menuiserie de 4cm (placementdes profilés de coin)

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Isolation par l’extérieur d’un mur creux en rénovation


6cm…30cm isolantretour de baie isolé sur 4cm

6cm…30cm isolant

Sans isolation des retours de baies

Avec isolation des retours de baies


Mur non isolé – U = 2,43 W/m²K

Impact du traitement du retour de baie


Résultat calculé pour 4cm d’isolation en retour de baie

Effet très important sur les déperditionsthermiques !

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Rénovation de façade – Isolation par l’extérieurTraitement des retours de baies





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Conclusions La manière de réaliser les détails a évolué et va encore évoluer

dans les années à venir Des exemples de détails sont largement disponibles. Les détails

intégrés, adaptés au contexte belge, sont par contre assez rares

Les détails à mettre en œuvre dépendent du niveau d’ambition tant au niveau thermique qu’au niveau de l’étanchéité à l’air Les performances thermiques se calculent Dans le domaine de l’étanchéité à l’air, la performance ne se calcule pas.

L’expérience est importante pour s’adapter au niveau d’ambition ainsi que pour assurer la qualité de mise en œuvre

Nœuds PEB conformes Utiliser les règles de base PEB permet une évaluation facile de la

conformité des nœuds L’option calcul numérique nécessite une vérification des calculs pour

chaque cas rencontré – option moins facilement praticable

La qualité se cache dans les détails…


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Xavier Loncour

CSTCCentre Scientifique et Technique de la ConstructionAvenue Pierre Holoffe, 211342 LimeletteBelgiquewww.cstc.be

Merci pour votre attention

06/03/2013 Isolation thermique & étanchéité à l'air - évolutions récentes 75

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