MORICE NINO

LABBÉ THOMAS
TP n°7
24/05/2023
C. BESOMBES – N. CAVALLI

Compte rendu de l’étude hygrothermique

des parois d’une maison individuelle
(SAÉ 2.5)

Objet du mini projet : Étudier les performances d’isolation d’un ouvrage simple et
proposer des solutions pour satisfaire des contraintes hygrothermiques.
 EUROVIA – LABBE Thomas - BUT Génie Civil & Construction durable

Table des matières

INTRODUCTION...............................................................................................................................1
I - Transferts thermiques.................................................................................................................2
1) Calculs des résistances thermiques et coefficient de transmission thermiques.........................2
 2) Calculs des surfaces déperditives de chaque paroi opaque........................................................3
3) Calculs de pertes de flux par les parois.......................................................................................4
4) Calculs de densité de flux et températures d’interface..............................................................5
II - Transferts d’humidité.................................................................................................................8
1) Méthode de Glaser et profils de pressions des parois étudiées.................................................8
2) Interprétations des résultats.....................................................................................................11
III - Amélioration des performances...............................................................................................12
1) Analyse des performances thermiques et préconisations........................................................12
2) Analyse des performances hydriques et préconisations...........................................................14
3) Comparaison des solutions étudiées........................................................................................16
CONCLUSION.................................................................................................................................16
INTRODUCTION

Dans le cadre d’un mini projet au sein de l’IUT, dans la ressource Transfert Thermique
et Hydrique, nous devions mener une étude sur une maison individuelle où, notre attention
était portée sur les performances hygrothermiques des parois de cette dernière afin de
pouvoir identifier des potentielles défaillances au sein de ce bâtiment.

Dans le processus de création et de construction de tout bâtiment, l'isolation

thermique et hydrique est essentielle pour assurer la longévité de sa durabilité, son
efficience énergétique et son confort intérieur. Les murs et le plafond sont de la plus haute
importance pour cette isolation. Afin de bien comprendre et optimiser leur capacité, il est
impératif d'étudier les qualités thermiques et hydriques de ces surfaces.

EUROVIA – LABBE Thomas - BUT Génie Civil & Construction durable

Figure 1: Élévations Nord et Sud de la maison

I - Transferts thermiques

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Rapport de Thomas LABBE et Nino MORICE
 1) Calculs des résistances thermiques et coefficient de transmission
thermiques

Tout d’abord, il est nécessaire de calculer les résistances thermiques et les coefficients de
transmission thermiques des murs extérieurs, du plancher bas sur terre-plein, du plafond sur
combles faiblement ventilés, de la porte d’entrée et de la porte du cellier.

Nous disposions des épaisseurs, lambdas et les différentes couches de matériaux au

sein du mur, ainsi, afin d’obtenir la résistance thermique R dans le plâtre par exemple, le calcul
est :

Rplâtre : O,25/0,013 = 0,0520 m². K/W

Ensuite, le même calcul est répété, finalement, il convient d’additionner l’ensemble

des résistances avec les résistances de surface extérieure et intérieure étant égale à 0,17. Nous
obtenons alors une résistance totale de 2,718 m². K/W, cette valeur est malheureusement
inférieure à l’intervalle des valeurs cibles, c’est-à-dire que, la composition du mur devra être
revue.

Finalement, le coefficient de transmission thermique se calcule ainsi :

Coef transmission thermique : 1/2,718 = 0,3679 W/m². K

Cette valeur est également inférieure aux valeurs cibles, ainsi, il va également devoir
être repris dans la partie III.

Pour le plancher bas, le plafond et les portes, cela revient à procéder exactement de la même
manière, mis à part pour le plafond, Rsi et Rse représentent 0,14 du fait qu’il y a un flux

ascendant.

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Rapport de Thomas LABBE et Nino MORICE
 2) Calculs des surfaces déperditives de chaque paroi opaque
Par la suite, nous avons déterminé les surfaces déperditives de chaque paroi opaque,
à l’aide du plan ci-dessous.

Figure 2 : Vu en plan de la maison individuelle

Voici les surfaces que nous avons relevées :

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 - Murs extérieurs : 73,625 m²
- Plafond : 77,9 m²
- Plancher bas : 105,5 m²
- Porte d’entrée : 1,9 m²
- Porte du cellier : 1,72 m²

3) Calculs de pertes de flux par les parois

Ces surfaces nous sont utiles afin de calculer les pertes de flux de chaleur en W au sein de
ces parois.

Nous avions les informations de températures intérieures et extérieures :

- Température intérieure : 19°C

- Température extérieure : -4°C

Ensuite, la densité de flux se calcule de la manière suivante :

U*(Oint-Oext)

Ainsi, pour la densité de flux de chaleur perdu dans les murs extérieurs, le calcul que nous
avons réalisé est :

0,3679*(19-4) = 8,4610 W/m²

Puis, afin d’obtenir le flux total perdu, il suffit simplement de multiplier la densité de flux
obtenu précédemment par la surface de mur :
8,4610*73,625 = 622,94 W

Encore une fois, pour les parois qui vont suivre, cela nécessite de reproduire les mêmes
opérations.

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Rapport de Thomas LABBE et Nino MORICE
 4) Calculs de densité de flux et températures d’interface

Afin de clôturer cette première partie, grâce à la densité de flux et tous les précédents calculs,
nous avons calculé les températures d’interface. Nous allons vous illustrer les calculs effectués sur
le plafond.

Tout d’abord, nous connaissons la température intérieure qui est de 19°C. ensuite pour
obtenir la première température d’interface, il convient de faire le calcul suivant :

Oint- ϕ*Rparoi

Ainsi,

01 = 19-4,0004*0,1 = 18,60°C

O2 = 18,60-4,0004*3,3077 = 5,37°C

O3 = 5,37-4,0004*0,0520 = 5,16°C

Une fois les mêmes calculs effectués avec les murs extérieurs, nous avons obtenu les résultats
suivants :

Par la suite, nous avons tracé le profil de température au sein du mur extérieur comme illustré ci-

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Rapport de Thomas LABBE et Nino MORICE
dessous où l’intérieur est à gauche et l’extérieur à droite. Nous avons observé que la chaleur diminue
fortement l’intérieur de l’isolant.

De même au sein du plafond, il se produit la même situation. Cela nous assure que nos
calculs sont exacts.

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Rapport de Thomas LABBE et Nino MORICE
II - Transferts d’humidité

1) Méthode de Glaser et profils de pressions des parois étudiées

Dans cette deuxième partie, à l’aide des compositions de parois, nous allons calculer les
résistances à la diffusion de vapeur d’eau pour les murs extérieurs et pour le plafond afin de pouvoir
finalement tracer le profil de pression de vapeur saturante par la suite.

Pour y parvenir, tout d’abord, nous avons converti nos températures en K, puis, pour les murs
par exemple, nous devions au préalable calculer la pression saturante à l’aide de la formule suivante :

Psat = 610,5 exp ( 17,269T −35

T −4717 , 03
, 85 )

Psat int murs ext = 610,5 exp ( 17,269∗292, 50−4717 , 03

292, 50−35 ,85 ) = 2245 Pa

Ainsi de suite, nous avons obtenu l’entièreté des pressions saturantes pour les murs
extérieurs et le plafond.

Maintenant, comme HR = Pvap / Psat , l’opération est la suivante :

Pvap = Psat *HR

Pvap Sint murs ext= 2095*0,5 ≈ 1048 Pa

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 Pvap Sext murs ext= 478*0,5 ≈ 239 Pa

Pvap Sint plafond= 2189*0,5 ≈ 1095 Pa

Pvap Sext plafond= 626*0,5 = 313 Pa

Ensuite, dans un deuxième temps, nous cherchions à tracer le profil de pression

partielle de vapeur d’eau dans nos deux parois, pour cela, nous possédons déjà les pressions
régnant au niveau des faces internes et externes des murs et du plafond.

Nous permettant finalement de calculer les résistances à la diffusion de vapeur d’eau

correspondant à chaque couche.

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 Ce tableau nous permet de calculer les coefficients Pi nécessaire pour déterminer la
résistance à la diffusion. Notamment, pour les murs extérieurs,

Rdplâtre = 0,013*2,914E-11 = 4,46E+08 m².s. Pa/kg

Ainsi de suite, nous avons déduit les résistances à la diffusion totales des deux parois :

Rdtot murs ext = 2,18E+10 m².s. Pa/kg

Rdtot plafond = 1,29E+09 m².s. Pa/kg

Finalement, nous avons calculé le flux de vapeur gv :

gv = (Pvap Sint - Pvap Sext ) / Rdtot

gv murs ext = (1048-239)/ 2,18E+10 = 3,70E-08 kg/m². s

gv plafond = (1048-239)/ 2,18E+10 = 6,04E-07 kg/m². s

Grâce au flux de vapeur d’eau, nous avons déterminé les pressions de vapeur d’eau
intermédiaires :

Le calcul par exemple pour Pvap Plâtre/LDV :

Pvap Plâtre/LDV = Pvap Sint - gv murs ext * Rdplâtre

Pvap Plâtre/LDV = 1048 - 3,70E-08 * 4,46E+08 = 1031 Pa

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 Voici les tableaux récapitulatifs pour les murs extérieurs et le plafond :

Mur extérieurs

Nous constatons, qu’il va y avoir de la condensation dans la laine de verre et le bloc béton des
murs extérieur.

Plafond

2) Interprétations des résultats

Dorénavant, nous étions en mesure de tracer les profils de températures de nos parois,

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 Comme nous l’avions remarqué précédemment, de la condensation est présente dans le bloc
béton et l’isolant pour les murs extérieurs, cependant, dans le plafond, il n’y a rien à signaler mis à
part une légère amélioration des propriétés de l’isolant afin de ne pas être à la limite de condenser.
Le fait qu’il n’y ait pas de condensation dans le plafond provient de la présence de la lame d’air
permettant de réduire la pression de vapeur d’eau au sein de l’isolant et des lambourdes en bois.

III - Amélioration des performances

1) Analyse des performances thermiques et préconisations

Nous avons noté qu’à l’origine, les murs extérieurs et le plafond n’atteignaient pas les
performances de résistances thermiques voulues.

Ainsi, nous avons revu les compositions de nos parois. En commençant par les murs, nous avons
réussi à améliorer de 154% les performances thermiques de nos murs extérieurs. Ceci a été possible
grâce à l’ajout d’un pare vapeur hydro régulant (Annexe n°1) et du remplacement de la laine de verre
(Annexe n°2).

Ceci nous permet également de réduire la perte de flux de chaleur comme vous pouvez le
constater ci-dessous.

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Rapport de Thomas LABBE et Nino MORICE
 Ensuite, pour le plafond, nous avons drastiquement augmenté ses performances thermiques, cela
s’élève à une amélioration de 203%. Ceci est dû au remplacement de l’isolant (Annexe n°3) qui
maintenant est 2 fois pour épais que l’ancien et pratiquement 2 fois plus résistant thermiquement
parlant. Cette nette amélioration permet ici aussi de diviser par 2 les pertes de flux de chaleur.

2) Analyse des performances hydriques et préconisations

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Rapport de Thomas LABBE et Nino MORICE
 Les performances hydriques pour les murs extérieurs ne suffisaient pas à le maintenir hors du
danger de la condensation, le pare vapeur que nous avons ajouté entre le BA13 et la laine de verre
permet de fortement réduire la perméabilité de la vapeur d’eau au sein de l’isolant. Vous pouvez
l’apercevoir ci-dessous, à l’aide du logiciel en ligne UBAKUS, nous avons pu simuler les nouvelles
performances des murs extérieurs, et voir qu’il n’y a plus de condensation.

Avant changements Après changements

Nous l’avons également calculé, la condensation dans l’isolant et le bloc béton ont disparu,
les murs sont dorénavant dans une configuration optimale, de plus, il faut noter que le flux de vapeur
gv est divisé par 3 par rapport à configuration d’origine.

Finalement, pour le plafond, il n’y avait aucune condensation, mais nous voulions pousser
l’optimisation de ce dernier car nous constations tout de même que la condensation était assez

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Rapport de Thomas LABBE et Nino MORICE
proche de la limite de saturation. Vous pouvez observer l’épaisseur de l’isolant qui s’est vu être
doublé, permettant au plafond de réduire le risque de condensation.

Avant changements Après changements

De même, nos calculs nous montrent que l’optimisation hydrique est présente cependant, il
n’y a pas de drastique changement.

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Rapport de Thomas LABBE et Nino MORICE
 3) Comparaison des solutions étudiées

Nous vous avons présenté nos pistes d’amélioration. Pour les murs extérieurs, que ce soit sur le
plan thermique qu’hydrique nos changements sont concluants, nous avons observé une amélioration
de 150%, le pare vapeur et le nouvel isolant pourront être mis en œuvre facilement. En ce qui
concerne la condensation, le point tangent que nous devions supprimer, elle a disparu.

Maintenant, pour le plafond, les améliorations ici sont très prometteuses, car nous avons doublé
les performances précédemment proposées, étant donné que la résistance thermique n’était pas
respectée à l’origine, l’ajout du nouvel isolant faisant le double de l’épaisseur de l’ancien se voit le
bienvenu, de plus, en procédant comme ceci pour pallier la question de la résistance thermique, nous
avons assuré l’étanchéité de la paroi en réduisant la possibilité de condensation dans le plafond.

CONCLUSION

En conclusion de cette SAE, dorénavant nous sommes conscients de l'importance de l'analyse

de la résistance thermique et à l'eau des plafonds et des murs extérieurs. Nous avons pu acquérir des
connaissances et en optimisant ses caractéristiques, par le biais de nos remplacements, nous avons
amélioré l'efficience énergétique, diminuer les dépenses associées au chauffage et à la climatisation,
éviter les problèmes d'humidité et garantir le confort ultime pour les occupants de cette maison
individuelle.

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 ANNEXES :

ANNEXE 1

ANNEXE 3

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