Notions et indicateurs

Notions

  • Inertie thermique : L'inertie thermique peut être définie comme la capacité d'un matériau à accumuler de la chaleur ou de la fraicheur, puis à la restituer. L'inertie permet donc d'écrêter, d'aplanir les pics de température de jour, comme de nuit.

Impact de l'inertie sur l'emmagasinage et la restitution de la chaleur

figure3.jpg © Architecture et Climat - LOCI – UCL

L'inertie thermique d'une paroi sera surtout déterminée par les propriétés des couches superficielles. Ces couches offriront une inertie élevée si les matériaux qui les composent ont :

  • Une effusivité élevée (sensation de «froid» que donne le contact avec un matériau)
  • Une diffusivité faible (déphasage important entre le moment où la chaleur arrive sur une face du mur et le moment où elle atteint l'autre face)

S'agissant d'un comportement dynamique, l'effet d'inertie thermique est donc difficilement quantifiable. Ici, tout comme dans le cadre de la PEB, l'inertie thermique est définie comme la capacité de stockage de la chaleur. Elle se calcule sur base de :

  • Capacité thermique du matériau
  • Densité
  • Epaisseur
  • Masse volumique ou densité (ρ) : exprimée en kg/m³, elle représente le rapport de la masse d'un matériau à son volume.
  • Capacité thermique c : elle représente la quantité de chaleur nécessaire pour élever d'un degré la température d'un m³ de ce matériau. Elle s'exprime en [J/(m³.K)]
  • Chaleur spécifique ou capacité thermique spécifique : elle représente la quantité de chaleur nécessaire pour élever d'un degré la température d'un kg de ce matériau. Elle s'exprime en [J/(kg.K)]. Plus cette valeur est élevée, plus le matériau sera capable de stocker de la chaleur
  • Effusivité thermique d'un matériau : elle représente la capacité du matériau à échanger de l'énergie thermique avec son environnement. L'effusivité caractérise la sensation de «chaud» (faible effusivité) ou de «froid» (grande effusivité) que donne le contact avec un matériau. Elle s'exprime en [ J.K-1.m-2.s-1/2] et est symbolisée par la lettre E.
  • Diffusivité thermique d'un matériau : elle détermine la vitesse avec laquelle la température d'un matériau va évoluer en fonction des sollicitations thermiques extérieures. Plus la diffusivité est faible, plus le front de chaleur met du temps à traverser l'épaisseur du matériau, (déphasage important entre le moment où la chaleur arrive sur une face du mur et le moment où elle atteint l'autre face). Elle s'exprime en [m²/s] et est symbolisée par la lettre a.
  • Conductivité thermique λ : elle indique la quantité de chaleur qui se propage d'un matériau par conduction thermique. Elle s'exprime en [W/m.K]
  • Type de construction selon la PEB :

    • Type de construction pour le secteur résidentiel : le type de construction varie de léger à lourd selon le schéma ci-dessous.

      • Lourd : s'applique aux secteurs énergétiques dont, en terme de surface, au moins 90% des éléments de construction horizontaux, inclinés et verticaux sont massifs.
      • Mi-lourd : s'applique aux secteurs énergétiques dont au moins 90% des éléments de construction horizontaux sont massifs sans être protégés par une isolation intérieure, ou aux secteurs énergétiques dont au moins 90% des éléments de construction verticaux et inclinés sont massifs.
      • Peu-lourd : s'applique aux secteurs énergétiques dont 50 à 90% des éléments de construction horizontaux sont massifs sans être protégés par une isolation intérieure, ou aux secteurs énergétiques dont 50 à 90% des éléments de construction verticaux et inclinés sont massifs.
      • Léger : s'applique à tous les autres secteurs énergétiques qui ne font pas partie des types ci-dessus.

    Définition du niveau d'inertie des logements selon la PEB

    figure4.jpg

    • Immeubles de bureaux et établissements scolaires :

      Dans les immeubles de bureaux et les établissements scolaires, l'OPEB considère la capacité thermique effective pour rendre compte de l'inertie du local ou du bâtiment.

      Outre le recours à la valeur par défaut définie par le logiciel PEB (capacité thermique spécifique effective 55 kJ/(m².K)), la capacité thermique effective peut être déterminée de deux manières différentes :

      • Soit en se basant sur la capacité thermique spécifique par m² de surface d'utilisation, en considérant la structure du plancher et la présence ou non de plancher surélevé et/ou de faux-plafond fermé.
      • Soit sur base d'un calcul détaillé de la capacité thermique, prenant en compte la masse active de tous les éléments structurels (les murs non-portants sont donc exclus).

    Les deux méthodes ci-dessus sont détaillées dans l'Arrêté du Gouvernement de la Région de Bruxelles-Capitale modifiant l'arrêté du Gouvernement de la Région de Bruxelles Capitale du 21 décembre 2007 déterminant des exigences en matière de performance énergétique des bâtiment et de climat intérieur des bâtiments(Annexe IX point 7.6 et Annexe X, point 5.8) (Arrêté voté le 21 février 2013)

  • Eléments de construction massifs au sens de l'OPEB : un élément de construction est considéré comme massif si sa masse est d'au moins 100 kg/m², déterminée en partant de l'intérieur jusqu'à une lame d'air ou une couche à conductivité thermique inférieure à 0,20 W/(m.K)

Indicateurs

Les indicateurs sont des paramètres objectifs propres à la thématique abordée qui permettent d'évaluer la performance du projet (ou du dispositif) mis en œuvre.

Concernant l'inertie thermique d'un bâtiment, les indicateurs suivant sont principalement utilisés :

  • Le type de construction tel que défini par la PEB pour les bâtiments résidentiels :

    • Construction légère
    • Construction peu lourde
    • Construction mi-lourde
    • Construction lourde
  • La capacité thermique effective, exprimée en kJ/K, pour les bâtiments de bureaux et les établissements scolaires.
  • L'indicateur de surchauffe repris dans la législation régionale PEB. Exprimé en Kelvin heure [Kh], il représente les apports de chaleur excédentaires.
Mis à jour le 01/01/2013