Panneaux suisses de fibres de bois.Matériaux de la nature.

Protection contre la chaleur estivale

■ Système d'ombrage■ Réduction des

fenêtres■ Réduction de la

transparence

■ Ventilation mécanique

■ Climatisation

■ Choix de l'isola-tion thermique

■ Choix du plan-chéiage intérieur

■ Choix du revêtementintérieur

Mesures de construction

Figure 1: Mesures possibles pour une protection efficace contre la chaleur estivale.

■ Création d'ac-cumulateurs de chaleur

Installations techniques

La protection contre la chaleur estivaleNorme SIA 180

L'été prochain arrivera certainement.Habiter confortablement malgré la chaleur estivale.

Le but d'une bonne protection contre la chaleur estivale est d'accumulerla chaleur extérieure aussi longtemps que possible dans le toit, respecti-vement dans les parois, afin qu'elle ne parvienne que lentement et à unetempérature réduite aux locaux intérieurs. Certaines matières isolantessont en mesure d'absorber et d'accumuler la chaleur excessive du milieude la journée. Les isolants en fibres de bois répondent mieux à ces cri-tères que leurs substituts en laine minérale, mousse dure ou fibres de cel-lulose.

A toutes les époques et dans toutes lescultures, les hommes ont su se protégerà l'aide d'une construction appropriéecontre le froid et la chaleur, la pluie et levent. Selon la zone climatique, la con-struction est différente, et l'on a choisi etappliqué chaque fois les matériaux lesplus appropriés. Cet art de construireconformément au climat est devenu en-tre-temps une obligation envers l'hom-me et l'environnement pour des raisonséconomiques et écologiques. Chaquebâtiment doit reprendre des fonctionstrès diverses, parce qu'il est soumis àdes conditions climatiques qu'il n'estpas possible d'influencer. L'une desprincipales de ces fonctions est bien decréer pour les personnes un espace inté-rieur séparé du mode extérieur, qui luioffre tant une sphère et une ambianceprivées que la protection contre les in-fluences du climat. Pour être armé tantcontre le froid que contre la chaleur, uneenveloppe de bâtiment calorifugée estnécessaire pour assurer le confort.

Deux paramètres importantsEn raison de l'utilisation accrue descombles comme local d'habitation oude travail, le thème de la protectioncontre la chaleur estivale est deve-nu une préoccupation principale. Parceque le confort thermique est ressenti

individuellement, il ne peut être évaluéque statistiquement. Selon la norme SIA180, les conditions ambiantes suivantessont jugées adéquates, cela pour uneactivité légère, principalement en posi-tion assise.

■ Température ambiante 23,5°C à 26,5°C

■ Différence de température de l'air,des chevilles à la hauteur de la tête,3°C

■ Vitesse moyenne de l'air < 0,2 m/s

Afin d'atteindre ces conditions d'am-biance, les projeteurs, les propriétaires

PAVATEXTE2005

d'immeubles et les artisans peuvent seservir de toute une série de mesures(voir figure 1). En plus de l'installationde dispositifs d'ombrage, une isolationthermique placée surtout dans la zonedes parois et du toit s'est révélée uneprotection efficace contre la chaleur.

Pour que cette isolation agisse positive-ment sur le confort dans la pièce, il fautessentiellement que le déphasage etl'atténuation d'amplitude de la cons-truction et des matériaux isolants utili-sés se trouvent en concordance.

■ Le déphasage correspond à l'inter-valle de temps entre l'apparition de latempérature extérieure la plus haute etla température intérieure la plus hauteau cours de la journée. On tente par uneconstruction correcte et une réalisationadéquate ainsi que par le choix des ma-tériaux appropriés d'obtenir que la plushaute température du jour n'atteigne lecôté intérieur qu'au cours de la nuit. Undéphasage de 10 à 12 heures seraitidéal.

Dans la pratique, la chaleur qui agit àmidi sur le toit, entre 13 et 15 heures,est transmise aux locaux avec un retardcorrespondant (10 à 12 h) seulemententre 23 et 3 heures.A ce moment de lanuit, la température extérieure s'est nor-malement suffisamment abaissée déjàafin que la chaleur peut être "évacuée"par l'ouverture des fenêtres (refroidisse-ment de nuit).

■ On entend par atténuation d'am-plitude le rapport de la fluctuation dela température extérieure et de la tem-pérature intérieure. Cela signifie que lacourbe de la température de l'air exté-rieur à travers l'isolant, produite norma-lement, doit diminuer de telle sorte quela plus forte température du jour n'arri-ve dans les locaux intérieurs que forte-ment réduite.

■ Ce rapport d'amplitude de tem-pérature (RAT dans le tableau 1) estexprimé en pour cent. Plus ce rapportRAT est petit, meilleure est l'efficacité del'isolant utilisé (voir tableau 1). Cette efficacité dépend d'une part de la capa-cité tant subjective que mesurable del'accumulation de chaleur (capacitéthermique spécifique) et d'autre part ducoefficient de transmission de la chaleur(facteur U).

Heures 0 2 4 6 8 10 12

PAVATHERM 11 heures

Fibres minérales6 heures

Déphasage en heures à l'exemple de la maison test

Facteur 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8

PAVATHERM Facteur 1.75

Fibres minérales Facteur 1.3

Atténuation d'amplitude à l'exemple de la maison test

Le choix de matériaux de construction etd'isolation appropriés et l'applicationde constructions adéquates agissenttant sur le déphasage que sur l'atténua-tion d'amplitude. Afin d'obtenir des va-leurs optimales pour ces deux valeurs in-dicatives, les isolants thermiques utilisésdoivent se distinguer par une densitéélevée et une grande capacité ther-mique spécifique, et en même temps parune basse conductibilité thermique. Lespanneaux isolants de fibres de bois, parexemple aussi le Pavatherm, offrent unecombinaison idéale de ces propriétés.Sur la base d'une comparaison effec-tuée par la Communauté de travail pourles isolants à base de matières pre-mières renouvelables (voir tableau 1), ilressort que les produits isolants fabri-qués à partir de matières naturelles pré-sentent de nets avantages par rapportau panneaux en laine minérale ou depierre ainsi qu'en mousse dure de poly-styrène, quand il s'agit d'une protectionefficace thermique et contre la chaleurestivale.

Tableau 1: comparaison de matériaux isolantsLes calculs effectués par la Communauté de travail pour les isolants à base de matières pre-mières renouvelables est basée sur un toit de construction identique (part de bois: 13%, fac-teur U: 0,26 W/m2k) de même épaisseur d'isolation (180 mm ou 160 + 20 mm) et de mêmegroupe de conductibilité thermique (040).

Produits RAT* Densité Capacité ther- Déphasage brute mique spécifique(kg/m3) (J/kgK) (h)

Panneaux isolants de fibres de bois 9 % 140 2 100 11,7Cellulose (+HFD 20 mm) 16 % 45 1 940 8,7Lin 20 % 30 1 550 7,4Coton 21 % 20 1 900 7,1Laine (+ HFD 20 mm) 22 % 25 1 300 7,0Laine de pierre 21 % 40 1 000 6,7Polystyrène 22 % 20 1 500 6,3Laine minérale 23 % 20 1 000 5,9

*Rapport d'amplitude de température

Tant la capacité thermique spécifiqueque le déphasage sont, pour tous lesproduits à base de matières premièresrenouvelables, largement plus favo-

rables que pour les matériaux comparés.La preuve en est apportée non seule-ment par les caractéristiques des maté-riaux de construction (voir tableau 1),

Les fibres de bois ont une longueur d'avance

Après midi Soir/nuit

ºC

25

20

15

ºC40

35

30

25

20

15

10

Temps

■ = Isolation en fibres minérales ■ = Isolation en fibres de bois

20º

16º

23º

27º

18º

23º

20º

Evolution de la température à la face inférieure du toitFacteur k 0,21 W/m2 K

■ Température extérieure ■ Isolation avec PAVATHERM ■ Isolation avec fibres minérales

La maison de test avec trois cabines de mesure de constructions différentes.

mais aussi par les résultats des tests lorsd'essais en Hollande, en Allemagne eten Suisse. Les tests lancés par Pavatexen été 1998 avaient pour objectif, encomplément aux paramètres théoriquesconnus, de constater par des mesuresles différences entre les fibres de bois etles principaux substituts présents sur lemarché, soit les fibres minérales et lesfibres de cellulose. Le dispositif d'essaiétait formé de trois cabines de mesuredont les dimensions et les constructionsétaient identiques, mais qui se différen-ciaient par le genre de système de toitu-re. Ce n'était donc pas trois mêmes toi-tures avec des isolants différents, maistrois constructions typiques pour les iso-lants correspondants (fibres de bois,fibres minérales et fibres de cellulose)qui ont été testées et comparées. L'éva-luation des essais a montré que dans lacabine de test isolée avec le Pavatherm,on a pu atteindre une réduction destempératures maximales du jour allantjusqu'à 3,4°C. Cette valeur peut être ad-mise plus élevée dans sa tendance quecelle qui ressort du test, car on a travaillédans les essais avec une surface de toi-ture de 6 m2 seulement. Dans la pra-tique, les surfaces des toits sont beau-coup plus grandes, de telle sorte que ladifférence de température augmentejusqu'à 7°C et agit par conséquencetrès positivement sur la températureambiante. Un autre résultat s'est montrétout aussi net que riche en renseigne-ments: dans la cabine de mesure avectoit Pavatherm, on a mesuré, en compa-raison de la variante avec fibres miné-rales, pendant 270 heures, des tempéra-tures de l'air plus basses. Ce résultat estd'autant plus remarquable que près dela moitié du cadre de temps (600heures) a concerné les heures du matinet de la nuit, au cours desquelles lestempératures étaient agréables et nenécessitaient pas de protection contre lachaleur.

Pour les habitants, une isolationthermique avec Pavatherm appor-te un climat intérieur jusqu'à 90pour cent plus confortable par rap-port aux autres systèmes d'isola-tion.

Par l'emploi d'une isolation thermiquePavatherm, on peut se passer selon lescirconstances d'autres précautions deconstruction ou de l'emploi d'installa-tions techniques pour atteindre une pro-tection efficace contre la chaleur et rem-plir les exigences de la norme SIA 180.Cela explique donc pourquoi desmaîtres d'ouvrage et des projeteurs

08.0

0

10.0

0

12.0

0

14.0

0

16.0

0

18.0

0

20.0

0

22.0

0

24.0

0

2.00

4.00

6.00

8.00

Protection contre la chaleur eténergie dans lebâtiment.

Les matériaux isolants doivent non seu-lement retenir le froid en hiver, mais en-core assurer un climat thermique am-biant agréable en été. Certaines carac-téristiques physiques des matériaux deconstruction ont une action positive surla protection contre la chaleur: une den-sité relativement élevée et une structurecorrespondante permettent d'accumu-ler la plus grande qualité possible dechaleur le plus longtemps possible. Onobtient ainsi que la chaleur n'arrive pasdirectement dans le volume intérieur,

mais reste accumulée dans le toit et lesparois pendant le jour et ne soit trans-mise qu'au cours de la nuit. C'est exac-tement cette caractéristique que possè-de la propriété spécifique du panneauporeux de fibres de bois Pavatherm. Siau cours d'un beau jour d'été, la tempé-rature dans des combles avec une isola-tion conventionnelle monte à 29°C etdevient inconfortable, on mesure dansun local comparatif muni d'une isolationPavatherm 24°C seulement, ce qui estressenti comme agréable.

Une isolation thermique Pava-therm se montre avantageuse nonseulement au point de vue ther-mique, mais aussi quant aux as-pects écologiques, et ceci à deuxégards.

■ Le Pavatherm est fabriqué avec descouenneaux et des délignures de boisrésineux indigène, qui se retrouventcomme déchets dans les scieries. Le liantutilisé est la lignine du bois, qui agit dé-jà en tant que matrice dans le bois.Avecla matière première renouvelable qu'estle bois, des ressources illimités sont dis-ponibles. Lors de la production des pan-neaux dans des installations respec-tueuses de l'environnement, on renoncesciemment aux additifs anti-inflam-mables, aux fongicides et aux pesticides.Extrêmement résistant au vieillisse-ment, le Pavatherm peut être encore ré-utilisé après de nombreuses années.

■ Installé fonctionnellement dans lestoits et les parois, le système d'isolationPavatherm offre non seulement leconfort d'habitation souhaité, mais ilépargne encore la pose d'une installa-tion de climatisation coûteuse en éner-gie.

L'habitation dans les combles:Pavatherm crée le confort

Selon Ralph Sagelsdorff et ThomasFrank, du département de physique dubâtiment de l'EMPA à Dübendorf, uneprotection contre la chaleur estivaledans les constructions non climatisées apour but d'empêcher un trop fortéchauffement de la température am-biante, et dans les bâtiments dont l'uti-lisation exige une climatisation, de ré-duire les dépenses de refroidissement.Les principes suivants sont dès lors à ob-server pour une protection suffisantecontre la chaleur estivale:

■ Réduction des charges externes (ré-cupération de l'énergie solaire par dessurfaces transparentes et opaques)

■ Réduction des charges internes, aux-quelles il faut accorder une grande at-tention, en particulier dans les bureaux.En été, ce sont les pertes indésirables del'éclairage et des appareils électriques.

■ Emploi ciblé de la ventilation. En été,les personnes ont un plus grand besoind'air. Avec la ventilation, l'effet béné-fique est tel que pour des températuresde l'air plus hautes, un mouvement d'airplus intense soit encore ressenti commeconfortable.

■ Bonne isolation thermique du bâti-ment contre le froid en hiver et contre lachaleur en été.

tiennent compte de plus en plus sou-vent, dans le choix de leurs matériauxd'isolation, en plus des avantage phy-siques et techniques offerts par les ma-tériaux de construction naturels, des as-pects écologiques et de santé, etaccordent leur préférence aux produitsde fibres de bois (Pavatherm, Diffuthermet autres).

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