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L’IMPORTANCE D’UNE RÉHABILITATION INTELLIGENTE, EFFICACE ET ÉCO ÉNERGÉTIQUE DES BÂTIMENTS
Prof. Wahid Maref
Département du génie de la construction
École de technologie supérieure (ÉTS)
Département du génie de la construction
Colloque écoresponsable sous le thème:
Penser le bâtiment et le transport différemment 22 février 2017
SOMMAIRE
• Objectif et Question du jour
• Contexte actuel
• Regard sur l’enveloppe du bâtiment et son évolution
• Réhabilitation des bâtiments existants
• Consommation d’énergie et émissions de GES
• La construction et les émissions de GES
• La réhabilitation des bâtiments existants.
• Conclusion
Département du génie de la construction
OBJECTIF
• Dans le contexte actuel du gouvernement, il est important de construire
des maisons abordables, efficaces énergétiquement avec un coût
d’exploitation peu élevé et surtout dans la vison de réduire les émissions
des gaz à effets de serre.
• Cela concerne les nouvelles constructions et l’existant tout en se
penchant sur une réhabilitation énergétique intelligente, efficace et éco
énergétique de ces bâtiments existants.
Département du génie de la construction
QUESTION DU JOUR
Pourquoi doit-on se pencher sur une réhabilitation intelligente,
efficace et éco énergétique des bâtiments?
Département du génie de la construction
CONTEXTE ACTUEL
• Comme le parc de bâtiments anciens occupe plus de 50% du parc de logement, il est
important de se pencher à la réfection énergétique de ces derniers afin d’améliorer leur
efficacité énergétique, leur confort thermique et réduire les coûts d’exploitation et
contribuer ainsi à la réduction des émissions de gaz à effet de serre.
• Des efforts sont déployés afin d’obtenir des bâtiments hautement efficaces du point de
vu énergétique, de produire et d’utiliser l'énergie propre et cela d’une manière plus
efficace en s’appuyant sur l'innovation technologique en énergie.
Département du génie de la construction
REGARD SUR L’ENVELOPPE DU BÂTIMENT ET SON ÉVOLUTION
Avant bien d’essayer d’étudier la réhabilitation des bâtiments
existants, faisons un peu de recul pour bien comprendre l’évolution
de l’enveloppe du bâtiment afin de bien se situer dans le temps.
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REGARD SUR L’ENVELOPPE DU BÂTIMENT ET SON ÉVOLUTION - ANCIENNE MAISON (AVANT 1970)
• Ancienne conception de l’enveloppe:
• Ossature de bois de base,
• Pas d’isolant,
• Il existait une dépression dans le bâtiment due aux appareils de combustion qui aspiraient de grandes
quantités d’air ext. froid et sec à travers l’enveloppe.
• Séchage rapide,
• Durable,
• Énergie en abondance et à bon marché.
• Conséquences:
• Bâtiments pas ou peu étanches (courants d’air)
• Demande élevée en chauffage due aux fuites d’air et manque d’isolation.
• Humidité (condensation).
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REGARD SUR L’ENVELOPPE DU BÂTIMENT ET SON ÉVOLUTION - LA CRISE ÉNERGÉTIQUE DES ANNÉES 1970*
• La crise énergétique des années 70 a eu des répercussions importantes sur la
construction du point de vue efficacité énergétique:
• Plus d’isolation thermique dans les murs extérieurs, d’où le début de la reconnaissance du
besoin de plus d’étanchéité à l’air.
• Malgré cela, l’emphase restait sur le besoin du controle de la diffusion de vapeur et le pare-
vapeur.
• Les maisons chauffées à l’électricité et sans cheminée devenaient très populaires.
• Ces changements ont affectés le ∆P des murs et plafonds et ainsi la direction de l’écoulement.
• L’envelope est devenue plus sujet à l’exfiltration de l’air due aux imperfections du mur.
* Historical development by M. Z. Rousseau (formerly IRC, retired)
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REGARD SUR L’ENVELOPPE DU BÂTIMENT ET SON ÉVOLUTION – LES ANNÉES 1980
• Dans les années 80, l’emphase était sur l’importance du movement d’air et le considerer
comme mécanisme principal du transfert d’humidité à travers l’envelope du bâtiment.
• L’importance d’évaluer, controller et réduire les fuites d’air faisait sujet de plusieurs recherche,
notamment le NRC-Construction, SCHL, etc.
• L’innovation a pris place pour assurer l’étanchéité à l’air comme sur le plan matériau ou sur le
plan système, comme par exemple la technique de la cloison sèche pare-air (ADA).
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REGARD SUR L’ENVELOPPE DU BÂTIMENT ET SON ÉVOLUTION – LES ANNÉES 1990
• Dans les années 90, il a été reconnue que l’approche systématique pour évaluer les
sytèmes d’étanchéité à l’air s’avérait plus que necessaire.
• Les travaux fut réalisés par le CCMC,
• La question de l’emplacement du système pare-air par rapport à l‘isolant thermique et
celle de la distribution des perméances à la vapeur d’eau des éléments fonctionnels ont
aussi été traité.
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REGARD SUR L’ENVELOPPE DU BÂTIMENT ET SON ÉVOLUTION – APRÈS LES ANNÉES 1990
• Depuis les années 90, des problèmes sont survenus dans l’enveloppe du bâtiment dus
principalement à la pénétration d’eau et non pas la condensation, dus aux manquement
dans la conception où dans la mise en œuvre sur le chantier.
• Malgré l’avancement de la science du bâtiment (SB) et l’introduction de produits et
systèmes innovants, cette innovation et complexité amènent leur difficultés de contrôle
de la condensation pour les professionnels de la construction.
• Car on demande plus à cette enveloppe du bâtiment:
• Consommer moins d’énergie,
• Être durable,
• Assurer meilleur confort, etc
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NEIL HUTCHEON
“Les conceptions des murs extérieurs des bâtiments ont rarement été développées de manière
systématique et rationnelle. Ils ont évolué lentement, au rythme des changements graduels des
modèles sociaux et économiques et des exigences environnementales.
Aujourd'hui, avec une architecture dynamique et de nombreux nouveaux matériaux, composants et
techniques de construction disponibles, un grand nombre de nouveaux modèles sont possibles.
Malheureusement, certains sont adoptés sans examen adéquat, et l'évaluation par le procès lent
par des méthodes d'utilisation du passé n'est plus adéquate.”
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Neil Hutcheon, CBD #48
Conseil National de Recherche du Canada, 1963
REGARD SUR L’ENVELOPPE DU BÂTIMENT ET SON ÉVOLUTION - RÉFLEXION
• On ne peut pas construire avec les méthodes d’hier pour satisfaire les
exigences d’aujourd’hui.
• Un retour aux principes de base de sciences du bâtiment , pour bien
analyser les conceptions existantes, s’avère plus qu’utile afin de les
améliorer et surtout il faut avoir une approche holistique .
Département du génie de la construction
REGARD SUR L’ENVELOPPE DU BÂTIMENT ET SON ÉVOLUTION - STRATÉGIE
• Une gestion efficace de l’humidité afin de controller le transfert
de chaleur, d’air et d’humidité.
• Un manquement dans cette gestion peut avoir des effets
néfastes sur l’envelope du bâtiment.
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Fuites d’air
Détérioration
Infiltration d’eau
Moisissures
Saleté déposé sur l’isolant
par fuite d’air
Givres
Pertes d’énergie
EXEMPLE DE DÉFAILLANCE DANS LE SYSTÈME PARE-AIR
MANQUE DE CONTRÔLE D’ÉCOULEMENT D’AIR ET DE LA DIFFUSION DE L’HUMIDITÉ ENTRE L’ESPACE INTÉRIEUR ET UNE CLOISON À DOUBLE RANGÉE DE POTEAUX COMMUNIQUANT AVEC UNE CAVITÉ FROIDE EN TOITURE
EXEMPLE DE DÉFAILLANCE DANS LE SYSTÈME PARE-AIR
Faible contrôle des écoulements de chaleur, d’air et d’humidité à
travers le mur = faible performance et durée de vie limitée
CONSTRUCTION ET CHANGEMENT CLIMATIQUE
Existe-t-il une relation entre la construction et les émissions des
gaz à effet de serre (GES) / le changement climatique?
EXISTE-T-IL UNE RELATION ENTRE CONSTRUCTION ET CHANGEMENT CLIMATIQUE
• Émissions de CO2 et consommation énergétique des bâtiments commerciaux (1991-2005)
• Un PétaJoule (PJ) correspond à l’énergie par plus de 9000 ménages en 1 année (à l’exclusion du transport).
CONSOMMATION D’ÉNERGIE ET ÉMISSIONS DE GES, 2013
CONSOMMATION D’ÉNERGIE
SECONDAIRE PAR SECTEUR
ÉMISSIONS DE GES PAR SECTEURS
oee.rncan.gc.ca/statistiques/public
Evolution de l’efficacité énregétique au Canada de 1990 à 2013
CONSOMMATION D’ÉNERGIE ET ÉMISSIONS DE GES, 2013
CONSOMMATION TOTALE D’ÉNERGIE SECONDAIRE ET CROISSANCE PAR SECTEUR (1990 – 2013)
ÉMISSIONS TOTALES DE GES ET CROISSANCE PAR SECTEURS (1990-2013)
oee.rncan.gc.ca/statistiques/public
Evolution de l’efficacité énregétique au Canada de 1990 à 2013
CONSOMMATION D’ÉNERGIE ET ÉMISSIONS DE GES, 2013
RÉPARTITION DE LA CONSOMMATION D’ÉNERGIE DANS LE SECTEUR RÉSIDENTIEL
SELON L’UTILISATION, 2013
oee.rncan.gc.ca/statistiques/public
Evolution de l’efficacité énregétique au Canada de 1990 à 2013
CONSOMMATION D’ÉNERGIE ET ÉMISSIONS DE GES, 2013
RÉPARTITION DE LA CONSOMMATION D’ÉNERGIE DANS LE SECTEUR COMMERCIAL
ET INSTITUTIONNEL SELON L’UTILISATION, 2013
oee.rncan.gc.ca/statistiques/public
Evolution de l’efficacité énregétique au Canada de 1990 à 2013
CONSOMMATION D’ÉNERGIE
• Consommation annuelle d’énergie
Source: SCHL Département du génie de la construction
CONSOMMATION D’ÉNERGIE
• Profil de la consommation d’énergie - Tours d’habitations
Minimiser les fuites d’air et installer des bonnes fenêtres SVP!!
Département du génie de la construction
LA CONSTRUCTION ET LES ÉMISSIONS DES GAZ À EFFET DE SERRE
• Le phénomène des émissions de gaz à effet de serre est un sujet d’actualité auquel toute
la planète se penche afin de le réduire par des actions plus au moins concrètes.
• Au Canada, comme ailleurs, la construction occupe une place importante dans l’échiquier
des émissions de gaz à effet de serre.
• Le secteur de la construction est l’un des 4 principaux secteurs d’activité et qui
contribue à l’émission de près de 14% des émissions de GES et aussi l’énergie utilisée
contribue de près de 17%.
Département du génie de la construction
LE RÉCHAUFFEMENT PLANÉTAIRE ET LE CHANGEMENT CLIMATIQUE
LES EFFORTS DE CONSERVATION D’ ÉNERGIE AMÈNERONT 50% DE LA
RÉDUCTION!
RÉHABILITATION DES BÂTIMENTS EXISTANTS
• De nos jours, la réhabilitation des bâtiments occupe une place grandissante dans les
activités de conception et de construction au Canada.
• Des anciens édifices changent de vocation par exemple: anciennes écoles transformées
en condos, des usines en bureaux, des vieilles maisons en galeries d’art, etc.
• Ces changements exigent une meilleure performance de l’enveloppe, ce qui pose de
nouveaux défis:
• Minimiser les écoulements de chaleur, d’air et d’humidité à travers le mur.
• D’où, une stratégie intelligente et une évaluation du risque de réhabilitation s’imposent
pour une réhabilitation énergétique efficace.
Département du génie de la construction
RÉHABILITATION DES BÂTIMENTS EXISTANTS - CONSTRUCTION NEUVE VS RÉNOVATION DE L’EXISTANT AU QUÉBEC
RÉHABILITATION DES BÂTIMENTS EXISTANTS - CONSTRUCTION NEUVE VS RÉNOVATION DE L’EXISTANT AU QUÉBEC
RÉHABILITATION DES BÂTIMENTS EXISTANTS - AUGMENTATION DE LA PERFORMANCE ÉNERGÉTIQUE DE L’ENVELOPPE
• Pour une réhabilitation énergétique efficace, il faut avoir une approche
holistique. Tout d’abord, il faut maximiser la performance de l’enveloppe
avant même de toucher aux systèmes mécaniques ou autres et pour se
faire, il faut:
• Réduire au maximum les ponts thermiques.
• Éliminer les fuites d’air,
• Mieux isoler et se pencher sur la valeur Refficace et non pas sur Rnominale.
RÉHABILITATION DES BÂTIMENTS EXISTANTS - LES PONTS THERMIQUES (CONCEPTION JUSTE MOYENNE)
Département du génie de la construction Source: Morrison Hershfield
RÉHABILITATION DES BÂTIMENTS EXISTANTS - LES PONTS THERMIQUES (BONNE CONCEPTION)
Département du génie de la construction Source: Morrison Hershfield
RÉHABILITATION DES BÂTIMENTS EXISTANTS - LES PONTS THERMIQUES (MAUVAISE PERFORMANCE)
Département du génie de la construction Source: Morrison Hershfield
Dalle de balcon non isolée
RÉHABILITATION DES BÂTIMENTS EXISTANTS - LES PONTS THERMIQUES (MEILLEURE PERFORMANCE)
Département du génie de la construction Source: Morrison Hershfield
Bris thermique de la dalle de béton
RÉHABILITATION DES BÂTIMENTS EXISTANTS – ÉLIMINER LES FUITES D’AIR
Département du génie de la construction
RÉHABILITATION DES BÂTIMENTS EXISTANTS – AJOUT D’ISOLANT
• L’ajout d’isolant thermique sur l’extérieur d’une cavité
murale isolée peut:
• Réduire les ponts thermiques à l'encadrement.
• Augmenter la température de cette cavité, par temps froid, entraînant
une baisse potentiel de condensation dans la cavité murale.
Département du génie de la construction
RÉHABILITATION DES BÂTIMENTS EXISTANTS – AJOUT D’ISOLANT
• Ce qui suit porte sur une des études effectuée dans la maison
expérimentale (Installation d’essais des murs) du CNRC-Construction à
Ottawa. Cette étude porte sur l’effet de deux stratégies d’amélioration de
l’efficacité énergétique des murs et sur leur capacité de mouillage et
séchage.
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RÉHABILITATION DES BÂTIMENTS EXISTANTS – AJOUT D’ISOLANT (EXEMPLE: LES PIVS)
Les isolants sous vide PIVs
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RÉHABILITATION DES BÂTIMENTS EXISTANTS – AJOUT D’ISOLANT(PROPRIÉTÉ THERMIQUE)
Échantillon PIV
(15 mm)
Valeur R
(ft2hroF/BTU)
Conductivité
Thermique
(W/m.K)
PIV 39.9 0.00214
Propriétés moyennes
Densité: 261.2 kg/m3
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PIV (15 mm)
XPS Extérieur (1”)
PIV en Sandwich
Ajustement par frottement
Rainure et languette (R&L)
Mur PIV R&L (M3)
PRE-ASSEMBLED PANEL:
XPS (½ in.)
VIP (25/32 in.)
XPS (½ in.)
INTERIOR
EXTERIOR
PRE-ASSEMBLED PANEL:
XPS (½ in.)
VIP (25/32 in.)
XPS (½ in.)
INTERIOR
EXTERIOR
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Mur PIV R&L(M3)
Département du génie de la construction
Mur PIV à Clip(M2)
Département du génie de la construction
Clip
PIV en Sandwich
Clip
Neoprene
Mur PIV à Clip (M2)
PIV en Sandwich
PIV en Sandwich
Département du génie de la construction
Département du génie de la construction
Département du génie de la construction
M1-XPS uniquement M2 avec PIV (C-O) M3 avec PIV (R&L)
Wall with VIPWall with one VIP is
punctured Wall with VIP replaced
by XPS
Series1 53.784 45.876 30.468
20
25
30
35
40
45
50
55
60
R-V
alu
e (f
t2 hro
F/B
TU)
M3 (R&L) Wall with VIPWall with one VIP is
punctured Wall with VIP replaced
by XPS
Series1 55.361 47.503 31.545
20
25
30
35
40
45
50
55
60
R-V
alu
e (f
t2 hro
F/B
TU)
53,8 54,4 30,5
M2 (C-O) M1 avec XPS
Val
eur
R (
ft2hr˚
F/B
TU
)
Département du génie de la construction
CONCLUSION
• Il est donc impératif à ce que la construction soit constamment innovante dans la conception,
la construction et l’exploitation de l’environnement bâti afin de contribuer à la réduction de
ces gaz.
• Il est important de bien contrôler le processus complet de construction des bâtiments.
• Améliorer l’efficacité énergétique des bâtiments, entre autres par une meilleure isolation de l’enveloppe et
étanchéité à l’air ;
• Minimiser la quantité de matériaux utilisés ;
• Privilégier l’utilisation de matériaux et assemblages durables et nécessitant moins d’entretien ;
• Privilégier l’utilisation de matériaux nécessitant moins d’énergie pour leur fabrication et pour leur transport ;
• Privilégier l’utilisation de matériaux provenant de sources renouvelables et qui peuvent être récupérés ou
recyclés à la fin de leur cycle de vie.
MERCI Prof. WAHID MAREF
ÉCOLE DE TECHNOLOGIE SUPÉRIEURE – ÉTS MONTRÉAL
DÉPARTEMENT DU GÉNIE DE LA CONSTRUCTION
Courriel: Wahid.maref@etsmtl.ca
TÉL. 1-514-396 8755
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Questions
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