Base de connaissances

Thermique

Cette partie rassemble les informations en lien avec la thermique du bâtiment

Inertie thermique

L’inertie d’un bâtiment ou d’une paroi représente son aptitude à stocker l’énergie sous forme de chaleur.

 

Une paroi murale réalisée avec des matériaux à forte inertie thermique joue un rôle d’amortisseur des écarts de température en stockant et diffusant lentement la température vers l’extérieur l’hiver et l’intérieur l’été.

L’inertie thermique d’un bâtiment peut être définie comme la capacité qu’il offre de maintenir stable sa température intérieure malgré les variations des températures extérieures ou de l‘ensoleillement.

On peut distinguer deux types d'inertie de nature différente :

  • l’inertie de transmission
  • l’inertie par absorption
L'inertie de transmission agit en résistant à la transmission de la température et de la chaleur. Elle ne concerne que les parois opaques de l'enveloppe d'un bâtiment qui s’opposent aux flux de chaleur qui les traversent. L’inertie de transmission dépend principalement de la valeur de la diffusivité de la paroi et de son épaisseur.

 

L'inertie par absorption réduit les variations de température en absorbant (ou restituant) la chaleur (la puissance thermique) en absorbant et stockant les flux de chaleur internes. L’inertie par absorption dépend, elle, de la valeur de l’effusivité de la paroi interne et de son épaisseur.

 

En toutes saisons et en régime dynamique, il y a lieu de distinguer entre les deux inerties thermiques.

Dans une approche "stationnaire" où est analysée la capacité de stockage, il apparait évident que la capacité thermique et la masse volumique des matériaux seront les grandeurs prédominantes.

 

Pour mieux comprendre :

Plus un matériau à bonne capacité thermique se trouve du côté de la source de chaleur et meilleure est la conservation de la chaleur l’hiver et d’une température plus fraiche l’été.

L’isolation intérieure d’un mur à forte inertie thermique annule donc les bienfaits de cette caractéristique physique. La chaleur par rayonnement du chauffage et celle des rayons du soleil qui pénétreraient dans l’habitation ne pourraient plus l’atteindre l’hiver. L’été cette paroi ne jouerait plus le rôle d’absorption et de stockage de la chaleur intérieure.


En régime stationnaire, l’inertie thermique d’une paroi en contact avec l’extérieur peut se calculer. Elle est l’addition de l’inertie de ses composants.

Elle correspond à la capacité thermique multipliée par l’épaisseur ? C x e

Inertie paroi = ?1 C1 x e1 + ?1 C2 x e2 + etc. le résultat s’exprime en Wh/m².K ou en KJ/m².K

Sachant que l’on ne tient compte que des matériaux se trouvant côté intérieur de l’isolant. L’isolation intérieure d’un mur à forte inertie thermique annule donc les bienfaits de cette caractéristique physique.


 

Illustration par un exemple :

Un mur en briques de 36 cm, crépi chaux intérieur, et 8 cm d’isolation par l’extérieur a un Coef. U de transmission surfacique de 0.28 W/m².K ce qui est très bon résultat en termes de limitation des déperditions thermiques l’hiver et un Coef W d’inertie thermique de 200 kJ/m². K ce qui confère à cette paroi une bonne capacité de "stockage énergétique".

Plaçons maintenant l’isolant à l’intérieur. Le coefficient U de transmission surfacique reste le même mais W passe à 88 kJ/m²/K.

La conséquence est une diminution de la capacité de stockage de la paroi par 2,5 et une multiplication de sa capacité à "s’échauffer" l’été 2,5 fois plus vite que dans le cas précédant, limitant ainsi le confort été.

Conséquence : l’isolation thermique à elle seule n’est pas toujours la réponse adaptée si on ne tient pas compte également de l’inertie thermique

 

Quelques points à clés à propos de l’inertie :

La capacité thermique d'une paroi est surtout utile que si elle est placée du côté intérieur du bâtiment et isolée des conditions climatiques extérieures.

Construire en "forte inertie" ou rénover en conservant cette inertie, c'est donc utiliser "des matériaux lourds" coté intérieur de l'habitat afin de stocker la chaleur solaire et d'atténuer les variations de température interne.

À l'inverse, une maison à "faible inertie" montera vite en température sans possibilité de stocker la chaleur solaire. Les écarts de température internes seront importants. Les risques de surchauffes élevés.

Une forte inertie est surtout utile en cas d'occupation permanente. Une faible inertie peut être intéressante pour des locaux à usage intermittent.

La prise en compte pour l'habitat d'une forte inertie thermique offre des avantages tant au point de vue du confort de l'usager que de celui de l'économie d'énergie et d'une logique de développement durable.

Mais attention, il n'y a pas de systématisme à son utilisation. Les matériaux à forte inertie sont aussi bons conducteurs de chaleur !

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