Renovation

Identifier le type de structure existante

De manière très pragmatique, il faudra :

• Identifier les éléments structurels existants
• Déterminer les matériaux les composant
• Evaluer les surfaces (m²) mises en œuvre

Sur base de cet inventaire, et à la lumière des critères établis par la réglementation PEB (voir paragraphes A.1 et A.3), on déterminera le type de structure en présence.

Dans le logement, on considérera que l'on se trouve en présence d'une structure « lourde », lorsque le type de construction correspondra à la définition de la PEB pour les constructions « peu lourdes », « mi-lourdes » et « lourdes ».

Dans les immeubles de bureaux et les établissements scolaires, la distinction est moins claire. On peut considérer que lorsque la capacité thermique spécifique effective à l'échelle du bâtiment est supérieure à 55 kJ/(m².K), on se trouvera en construction lourde.

Le tableau ci-dessous donne les valeurs lambda, la densité, la chaleur spécifique et la capacité thermique d'une série d'éléments de structure courants :

Performances thermiques des matériaux de structure

Source : « Choix des matériaux, Eco-bilan des parois », Architecture et Climat, 2010

On essayera de privilégier les matériaux dont la capacité thermique est la plus importante. Le lien avec les valeurs données dans la PEB sera fait facilement en considérant l'épaisseur de matériau mise en œuvre.

En cas de structure massive

Si une structure massive est présente, accessible et en bon état, elle sera conservée et maintenue accessible autant que possible.

Si la structure massive est présente, en bon état mais non accessible, on évaluera la possibilité de la rendre accessible pour pouvoir profiter d'une inertie thermique accrue.

Si la structure massive n'est pas en bon état et qu'elle doit être renforcée ou remplacée, on se réfèrera à la démarche établie pour la construction neuve, en privilégiant la mise en œuvre d'éléments de structure massifs, prioritairement pour les parois horizontales et ensuite pour les parois verticales et inclinées.

Le tableau ci-dessous résume ces choix :

En cas de structure légère

Pour pouvoir quand même bénéficier d'une certaine inertie thermique, on prévoira, où cela est possible, des éléments constitués de matériaux à forte inertie, tels que du béton, des chapes, des isolants massifs ou des murs maçonnés. Ces éléments assureront un rôle de tampon thermique, certes moindre que dans le cas d'une structure lourde, mais néanmoins bénéfique pour limiter les risques de surchauffe.

Attention toutefois que le critère de stabilité et de capacité portante de la structure existante sera ici incontournable. En cas d'impossibilité technique à mettre en œuvre localement des matériaux massifs, une attention toute particulière devra être portée à la limitation des charges de chaleur (protections solaires extérieures, éclairage performant,….), de manière à limiter les risques de surchauffe. A ce sujet, consulter les dossiers Optimiser l'éclairage artificiel et Limiter les charges thermiques.

Préserver l'accessibilité à la masse thermique des éléments de construction

Choisir des éléments de finitions aussi peu isolants que possible

Dans l'optique de garantir une inertie thermique importante dans le bâtiment, la conservation de la structure existante aura un impact non-négligeable sur le choix de la pose d'une éventuelle isolation complémentaire.

En cas d' isolation par l'intérieur , la présence d'un isolant sur un élément de construction à priori massif (béton, par exemple) peut clairement réduire voire annuler les propriétés de tampon thermique de la paroi . La structure lourde existante recouverte par l'intérieur d'isolant ne pourra donc souvent pas être utilisée comme élément temporisateur des apports de chaleur.

A l'inverse, lorsque l'on isole par l'extérieur , la paroi conservera généralement ses propriétés de tampon thermique vis-à-vis des charges de chaleur (l'occupation du bâtiment, mais aussi charges solaires arrivant sur les dalles de sol).

Le tableau ci-dessous donne les valeurs lambda, la densité, la chaleur spécifique et la capacité thermique d'une série d'éléments de construction courants :

Performances thermiques des matériaux isolants et de finition

Source : « Choix des matériaux, Eco-bilan des parois », Architecture et Climat, 2010 et Fiche 3.6 du « Guide pour la construction de logements individuels durables », Architecture et Climat.

On peut évaluer l'impact de l'isolant placé sur le caractère massif de l'élément de construction à la lumière des critères de la PEB. Une simulation dynamique peut également permettre d'évaluer l'impact des choix faits en matière d'isolation thermique sur le confort à l'intérieur du bâtiment.

Utilisation de la masse thermique du plafond en béton existant dans le cadre d'une rénovation

Projet Nys (Batex09) - Source: Architects Office Lahon & Partners

Dans les cas où la structure lourde est en bon état et est conservée, le développement des techniques devra permettre d'accéder à la masse thermique à disposition. Ainsi, dans la mesure du possible, on évitera les faux-planchers et les faux-plafonds (non ajourés) .

Notons bien qu'en pratique, il est très difficile de se passer de ces éléments qui permettent un habillage des techniques et facilitent l'utilisation du bâtiment. Néanmoins, des solutions alternatives peuvent être trouvées : on peut faire en sorte que les espaces de couloirs (où les gains internes, donc le risque de surchauffe, sont moins importants) soient équipés de faux-plafonds pour accueillir les conduites de ventilation et les câblages des luminaires, par exemple. On peut aussi prévoir une goulotte technique sur le pourtour du bâtiment, permettant l'alimentation des corps de chauffe et l'amenée de câbles électriques au sol,… Les faux-plafonds peuvent également être conçus de manière à ne couvrir que 15% maximum de la surface du plafond, de manière à conserver l'accessibilité à la masse thermique et le caractère massif de l'élément de construction.

Une fois la question de l'isolant thermique et du passage des techniques étudiée, il ne faut pas perdre de vue que les revêtements de finition isolants sont également à éviter (voir démarche en construction neuve). Sans cela, les efforts déployés seront réduits à néant.

Vérifier le confort d'été au moyen d'outils de simulation dynamiques

De la même manière que cela est conseillé en construction neuve, on évaluera le confort thermique estival au moyen de simulations thermiques dynamiques, ceci au moins pour les locaux présentant de fortes charges internes. L'outil de simulations dynamiques utilisé devra pouvoir prendre en compte l'inertie des matériaux mis en œuvre. De cette manière, on pourra évaluer le confort dans les locaux critiques en intégrant le déphasage thermique créé par la masse du bâtiment.

Dans les cas où le recours à une simulation thermique dynamique détaillée n'est pas envisageable (pour les petits projets, par exemple), il existe des logiciels qui permettent d'évaluer le confort dans les locaux de manière plus standardisée. Ces logiciels peuvent mettre en évidence les locaux où un risque de surchauffe peut se présenter et aider l'équipe de conception à réorienter le projet le cas échéant (optimisation des surfaces vitrées, mise en œuvre de protections solaires,…). Ces outils ne permettent cependant pas de simuler de manière détaillée le comportement thermique d'un bâtiment et l'opportunité du recours au refroidissement passif y est dès lors difficile à évaluer. Pour ce dernier point, l'outil de simulation thermique dynamique détaillé constitue souvent la seule option.