FR2880639A1 - Rupteur de ponts thermiques rapporte pour une structure de batiment. - Google Patents

Abstract

Module élémentaire pour former un rupteur de pont thermique entre un mur et une dalle sensiblement horizontale d'un bâtiment, comportant une première plaque isolante destinée à venir en contact avec le mur, et comprenant un premier panneau de matériau superisolant, et une seconde plaque isolante destinée à venir en contact avec la dalle, et comprenant un second panneau de matériau superisolant, les première et seconde plaques isolantes étant en contact par l'une de leurs extrémités. Les panneaux en matériau superisolant sont préférablement en PIV.

Description

RUPTEUR DE PONTS THERMIQUES RAPPORTE POUR UNE STRUCTURE

DE BATIMENT

La présente invention concerne d'une manière générale l'isolation périphérique des planchers et des refends d'un bâtiment et plus particulièrement les rupteurs de ponts thermiques.

La France signataire des accords de Kyoto sur la réduction des émissions de gaz à effets de serre, a mis en place récemment, une nouvelle réglementation thermique appelée RT2000, applicable depuis juin 2001. Cette nouvelle réglementation a renforcé les exigences en matière d'isolation thermique des bâtiments et mis en évidence l'impact grandissant des ponts thermiques sur la consommation énergétique globale. Un pont thermique est une région à forte conductivité thermique reliant deux cloisons d'un même bâtiment, et présentant des températures différentes. Ces ponts thermiques nuisent fortement à la bonne isolation des habitations. A titre d'exemple, dans un immeuble collectif type, les fuites engendrées par les ponts thermiques représentent à elles seules près de 40% des déperditions globales à travers l'enveloppe. La majeure partie de ces points thermiques est localisée principalement entre les parois d'un bâtiment et la structure des planchers ou des refends.

Sans le traitement des ponts thermiques, tout renforcement supplémentaire des exigences en matière d'isolation thermique des parois d'un bâtiment devient complètement caduc. Il est donc important de disposer d'éléments pour réduire la contribution des ponts thermiques d'une habitation. Ces éléments sont connus sous le nom de rupteur de pont thermique.

Ces rupteurs sont d'autant plus utiles que, en France, la technique d'isolation la plus utilisée des murs de bâtiments, est l'isolation rapportée par l'intérieur. Cette technique présente un inconvénient majeur dû à l'interruption de l'isolation au niveau des jonctions des murs de façade avec les planchers et les refends.

Depuis la mise en place de la RT2000, de nombreux projets de rupteurs de ponts thermiques ont été proposés. Si l'on met à part l'isolation par l'extérieur, toutes les solutions proposées reposent sur l'insertion d'un isolant dans la dalle ou en bout de dalle. La conséquence direct est de faire apparaître un maillon faible, du point de vue mécanique, acoustique et de résistance au feu, entre les murs de façade et les autres parois internes du bâtiment. La liaison mécanique ainsi fragilisée ne parvient plus à assurer correctement la transmission des efforts vis-à-vis de certains types de sollicitations (séisme, vent, .

). Par ailleurs, le problème est également économique, et provient du surcoût assez important que nécessite l'installation des rupteurs de ponts thermiques connus...DTD: L'invention proposée ici permet de corriger les ponts thermiques des liaisons dans un bâtiment, sans altérer les autres performances liées à la sécurité et le confort des occupants. Un autre but de la présente invention est de proposer un rupteur de ponts thermiques pouvant être facilement mis en oeuvre dans des bâtiments existants aussi bien que dans des bâtiment neufs, en accord avec les réglementations existantes (sismique, feu, acoustique). Un autre but de la présente invention est de proposer un rupteur pouvant être aisément mis en oeuvre par les poseurs d'isolation ou de doublage, les plaquistes, les plâtriers, A cet effet, la présente invention a pour objet un module élémentaire pour former un rupteur de pont thermique rapporté entre un mur et une dalle sensiblement horizontale d'un bâtiment, et comportant: - une première plaque isolante dlestinée à venir en contact avec le mur, et comprenant un premier panneau de matériau superisolant, - une seconde plaque isolante destinée à venir en contact avec la dalle, et comprenant un second panneau de matériau superisolant, les première et seconde plaques isolantes étant en contact par l'une de leurs 25 extrémités.

On entend par matériau superisolant un matériau isolant thermique à très hautes performances, et dont la conductivité thermique est de quelques mW/(mK).

Le nombre limité de pièces du rupteur, ainsi que la pose directe sur le mur et la dalle permet une mise en oeuvre aisée du rupteur selon l'invention.

Dans un mode de réalisation préféré, le matériau superisolant est un panneau isolant sous vide.

Ce choix de matériaux permet de limiter l'épaisseur des plaques isolantes, et d'atteindre des coefficients de transfert thermiques très faibles, de l'ordre de quelques mW/(mK).

Dans un mode de réalisation supplémentaire, la première et la seconde 5 plaques isolantes comprennent un matériau à base de polyuréthane.

Ce matériau isolant est facilement moulable directement sur le PIV et en assure par ailleurs la protection.

Dans un mode de réalisation préféré, le module élémentaire est directement posé sur la dalle et le mur. Ce mode de mise en oeuvre est 10 particulièrement intéressant pour les bâtiments anciens.

Dans un autre mode de réalisation, la dalle et/ou le mur présentent une portion d'épaisseur réduite de manière à y insérer le module élémentaire. Ce mode de mise en oeuvre est particulièrement intéressant pour les bâtiments neufs, ou pour du bâtiment ancien moyennant des travaux supplémentaires.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels: - la figure la est schéma de principe de l'installation de rupteurs de ponts thermiques sur un plafond et un plancher d'un bâtiment.

- la figure lb est une vue d'un premier mode de réalisation d'un rupteur d'un pont thermique selon l'invention, - la figure 2 est une vue d'un second mode de réalisation d'un rupteur de pont thermique selon l'invention, - la figure 3 est un graphique présentant les pertes thermiques d'un 25 bâtiment équipé d'une isolation extérieure, et celles d'un bâtiment équipé d'un rupteur de pont thermique selon l'invention.

La figure la est un schéma de principe d'une pièce d'un bâtiment présentant quatre ponts thermiques numérotés 10, 12, 14 et 16, et permettant la mise en oeuvre de rupteurs de pont thermique selon l'invention.

Cette pièce 1 d'un bâtiment comprend deux murs verticaux 20 et 22 délimitant la pièce dans le bâtiment et deux dalles 30 et 32, la dalle 30 jouant le rôle de plancher pour cette pièce, et la dalle 32 jouant le rôle de plafond pour cette même pièce. Chacun des murs verticaux peut être soit une façade du bâtiment, soit un mur de refend. Une bonne partie des fuites thermiques de la pièce 1 du bâtiment est localisée au niveau des intersections entre les murs 20, 22 et les dalles horizontales 30, 32, et constituant respectivement les ponts thermiques 10, 12, 14 et 16. Afin de limiter ces déperditions thermiques, des rupteurs rapportés en forme de L sont logés au niveau des ponts thermiques afin de venir isoler l'espace intérieur de la pièce 1 de l'extérieur de ladite pièce, au niveau des ponts thermiques. Deux rupteurs rapportés en L 60 et 62 sont positionnés respectivement au niveau des ponts thermiques 10 et 12 afin de venir épouser les angles formés par le plancher 30 d'une part et les murs verticaux 20 et 22 d'autre part. Un plancher supplémentaire 50, préférablement isolant, vient compléter l'isolation du plancher 30 en joignant les rupteurs rapportés 60 et 62. Un rupteur rapporté en L 64, similaire au rupteur 60 et 62 est utilisé pour venir isoler le pont thermique 16 constitué entre la dalle plafond 32 et le mur vertical 20. Un isolant complémentaire vertical 40 est placé contre le mur 20 afin de venir compléter l'isolation de la pièce 1 entre les deux rupteurs rapportés en L 60 et 64. Avantageusement, le rupteur 64 peut prendre la forme extérieure d'une moulure ou d'une corniche afin d'ajouter un agrément visuel à l'isolation du plafond 32. Un isolant complémentaire 52 peut être attaché au plafond 32 afin de venir compléter l'isolation de ce plafond. Le rupteur en L 66 sans isolant complémentaire 52 comme le rupteur 64, présentant une forme biseautée coté plafond 32, est un autre mode de réalisation possible du rupteur rapporté en L, et vient isoler le pont thermique 14 entre le plafond 32 et le mur vertical 22, ce rupteur peut être intéressant notamment lorsqu'un isolant complémentaire n'est pas nécessaire sur le plafond.

Les isolants complémentaires 40, 42 et 52 sont des isolants classiques connus de l'homme du métier, comprenant par exemple une mousse isolante, et un parement constitué d'une fine plaque de plâtre. Le plancher isolant complémentaire 50 peut être un béton léger, de la mousse isolante, ou tout autre moyen d'isolation connue de l'homme du métier.

La figure 1 b présente une vue en coupe du pont thermique 10 constitué par la dalle 30 et le mur vertical 20 de la figure la. La pièce 1 de la figure la, ainsi qu'une pièce 2 immédiatement en dessous de la pièce 1 dans le bâtiment sont représentés, afin de montrer la mise en oeuvre d'un rupteur de pont thermique pour un plancher (coté pièce 1), et pour un plafond (coté pièce 2). Le rupteur de pont thermique rapporté en L 60 de la pièce 1 est constitué de deux plaques isolantes 100 et 102 respectivement. La plaque isolante 102 est posée sur la dalle horizontale 30 (elle peut être éventuellement fixée à cette dalle), de manière à ce que l'une de ces extrémités viennent en contact avec le mur vertical 20. Une seconde plaque isolante 100 est posée et fixée contre le mur vertical 20 de manière à ce que son extrémité inférieure soit en contact (et éventuellement fixée) sur la plaque isolante 102. Ces plaques sont constituées préférablement de polyuréthane d'une épaisseur inférieure à 100 mm et préférablement de 60 à 80 mm, présentant un coefficient de transfert thermique de 25 à 45 mW/(mK) et donc une résistance thermique de 1 à 2 m2K/W. Chacune des plaques isolantes 100 et 102 comprend en son centre un panneau de matériau superisolant, 11C) et 112 respectivement. Dans le mode de réalisation présenté à la figure lb, ces panneaux de matériau superisolant sont préférablement positionnés au centre des plaques isolantes. Ces panneaux 110 et 112 sont préférablement constitués par des Panneaux Isolants sous Vide (PIV) de faible épaisseur (1 à 2 cm) et présentant un coefficient de conduction thermique de l'ordre de quelques mW/(mK), soit une résistance thermique de 1 à 4 m2K/W.

On notera que l'on peut envisager le cas où c'est la plaque isolante 100 qui est posé contre le mur vertical 20 de manière à ce que l'une de ses extrémités soit en contact avec la dalle 30. La plaque isolante 102 est alors posée sur la dalle 30 de manière à ce qu'une de ses extrémités vienne en contact avec la plaque isolante 100.

Une couche supplémentaire de finition, ou parement 120, comme une plaque de plâtre par exemple peut être fixée contre le panneau isolant 100 afin de cacher l'aspect extérieur de ce panneau. Cette couche 120 peut également venir recouvrir l'isolant vertical complémentaire 40 de la figure la dans la partie courante du mur 20.

De même, une couche supplémentaire 122 peut être posée sur la plaque isolante 102, ainsi que sur l'isolant complémentaire 50 de la figure la, afin de constituer un support directement utilisable pour poser un parquet, une moquette, ou tout autre revêtement de sol.

La partie inférieure du pont thermique 10, constituée par les parties inférieures de la dalle 30 et par le mur vertical 20, correspond à un angle du plafond de la pièce 2 de la figure lb. Un rupteur de pont thermique, similaire au rupteur de plafond 64 de la figure la y est installé. Ce rupteur est également similaire au rupteur de pont thermique 60 du plancher de la pièce 1 et décrit précédemment. Il est constitué d'une première plaque isolante 104 fixée au plafond de la pièce 2 contre la partie inférieure de la dalle 30. Cette plaque comprend un premier panneau de matériau superisolant 114, et est positionnée de manière à ce que l'une de ses extrémités soit en contact avec le mur vertical 20. Une seconde plaque isolante 106, comprenant un panneau en matériau superisolant 116, est fixée contre le mur vertical 20 de manière à ce que son extrémité supérieure soit en contact (et éventuellement fixée) avec la plaque isolante 104. Un panneau en matériau superisolant 116 est compris dans la plaque isolante 106, mais est positionné dans la plaque 106 à proximité de la face opposée à la face fixée contre le mur 20. Le panneau en matériau superisolant peut effectivement être noyé dans la plaque isolante en polyuréthanne (PU), occupant ainsi une position sensiblement centrale dans l'épaisseur de la plaque isolante. Ce panneau peut également être positionné à proximité de l'une des faces extérieures de la plaque isolante, et être ainsi à proximité immédiate du mur ou de la dalle, voire en contact direct avec ceux-ci. Ce panneau peut également être placé à proximité de la face opposée à la face de la plaque isolante en contact avec la dalle ou le mur. Des couches supplémentaires126 et 124, comme par exemple des parements, viennent à la figure lb recouvrir les plaques isolantes 106 et 104 de manière similaire aux couches complémentaires 120 et 122 de la pièce 1. La couche 124, par exemple, peut être une plaque en plâtre..

On entend par matériau super isolant un matériau dont la conductivité thermique est inférieure à quelques milliwatts par mètre et degré kelvin.

L'assemblage du rupteur de pont thermique sur le plafond de la pièce 2 peut s'effectuer en deux temps, en positionnant d'abord sur le plafond la plaque isolante 104 puis en venant positionner la plaque isolante 106 contre le mur vertical 20. Dans le cas où le rupteur de pont thermique prend la forme avantageuse d'une moulure ou d'une corniche, comme précisé précédemment, la pose peut être réalisée directement sous la dalle 30 et contre le mur vertical 20, et sans nécessiter les couches complémentaires 126 et 124.

Les rupteurs de ponts thermiques selon l'invention peuvent se présenter sous forme de deux plaques non solidaires installées l'une après l'autre sur un pont thermique au niveau d'un plancher ou d'un plafond. Ils peuvent également se présenter sous forme de plaques solidaires, formant un angle sensiblement droit entre la plaque destinée à venir en contact avec le plancher ou le plafond, et la plaque destinée à venir en contact avec le mur vertical.

Dans les deux rupteurs de ponts thermiques présentés à la figure 1 b, les panneaux en matériau superisolant, 110 et 112, et 116 et 114 10 respectivement, ne sont pas en contact.

Dans un second mode de réalisation du rupteur selon l'invention présenté à la figure 2, les panneaux en matériau superisolant 110 et 112 sont sensiblement proches l'un de l'autre, voire en contact, tout comme les panneaux en matériau superisolant 114 et 116. Dans ce mode de réalisation, les panneaux en matériau superisolant 110 et 116, noyés dans les plaques isolantes en PU 100 et 106 respectivement, sont placés dans une position sensiblement centrale dans ces plaques.

La plaque isolante d'un rupteur de pont thermique selon l'invention est avantageusement en polyuréthanne (PU) mais peut être également constitué par tout autre matériau isolant connu par l'homme du métier. L'intérêt du PU réside dans la facilité qu'il offre à être moulé sur le PIV pour former une plaque isolante destinée au rupteur de pont thermique selon l'invention. Une autre possibilité serait de venir coller un matériau isolant de type PU sur le PIV pour former les plaques isolantes.

Les panneaux isolants sous vide sont des panneaux comprenant un matériau de remplissage microporeux, conditionnés sous vide dans un film constituant une barrière de très faible perméabilité. Ils présentent une conductivité thermique environ dix fois inférieure à celle de la plupart des isolants. Le matériau de remplissage peut être à base de mousse de polystyrène ou de polyuréthane, de silice précipitée ou de silice pyrogénée (de l'anglais fumed silica ). Un vide initial est fait pour atteindre des pressions de l'ordre du mbar. Le film peut être réalisé dans un plastic métallisé. Ces panneaux présentent une conductivité thermique de l'ordre de 5 mW/(mK), voire inférieure, mesurée à une température ambiante. Ils constituent donc des matériaux superisolants. L'enveloppe externe de ces panneaux est fragile et toute détérioration peut dégrader le vide ainsi que le faible coefficient de conduction thermique. Le PU moulé de la plaque isolante du rupteur de pont thermique selon l'invention constitue une bonne protection de cette enveloppe.

Que ce soit dans le cas où le PIV est sensiblement à proximité d'une des faces extérieures (face libre ou face en contact avec le mur ou la dalle) de la plaque isolante, ou est situé à proximité d'une des extrémités de cette plaque, il est préférable que le PIV soit couvert d'une fine couche de PU afin d'assurer l'intégrité du PIV au cours des manipulations des plaques et du montage du rupteur.

Le PU comme le PIV présentent une bonne résistance au feu et répondent ainsi aux normes actuelles de sécurité.

Les rupteurs de ponts thermiques selon l'invention s'adaptent particulièrement bien aux constructions nouvelles, puisque des espaces prévus pour recevoir les panneaux dans les rnurs verticaux comme dans les dalles horizontales peuvent être prévus dès la conception du bâtiment. Les rupteurs selon l'invention sont également adaptés à la réfection de bâtiments anciens, puisque les panneaux peuvent être posés directement contre les murs ou les dalles, en limitant la perte de volume vue leur faible épaisseur. Une réduction effective de l'épaisseur d'une portion du mur et/ou de la dalle peut également être envisagée afin de venir directement insérer les panneaux constituant le rupteur selon l'invention, sans pour autant affaiblir la résistance mécanique de la structure, compte tenu des faibles épaisseurs envisagées.

La figure 3 présente la comparaison des pertes de chaleur au niveau d'un pont thermique, entre une isolation extérieure sur une façade d'un bâtiment au niveau d'un pont thermique, et deux rupteurs de ponts thermiques selon l'invention positionnés comme aux figures 1 b ou 2. La comparaison des mesures de perte sur une période allant du 1er janvier au 12 avril a montré que la différence était au maximum égale à 3% entre les deux modes d'isolation.

Les rupteurs de ponts thermiques selon l'invention sont donc d'une efficacité comparable à une isolation extérieure, ce qui autorise la préservation de l'aspect extérieur d'un bâtiment ancien par exemple.

L'efficacité des rupteurs thermiques selon l'invention dépend essentiellement des dimensions des deux branches du L (longueur, largeur, épaisseur...) et de sa forme qui peut être optimisée (moulure, corniche, biseau..). Dans un mode de réalisation préféré, les épaisseurs des plaques isolantes en PU sont choisies en fonction des épaisseurs du revêtement au sol et de l'isolant complémentaire posé sur les murs verticaux et sur les plafonds.

Des formes plus complexes de rupteurs peuvent être envisagées pour permettre un développement de différentes configurations de rupteurs et ainsi proposer une gamme de produits plus larges. On peut notamment envisager des rupteurs intégrant des réseaux (électriques, eau, informatique).

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Module élémentaire pour former un rupteur (60, 62, 64, 66) de pont thermique (10, 12, 14, 16) rapporté entre un mur (20, 22) et une dalle 30 sensiblement horizontale d'un bâtiment, caractérisé en ce qu'il comporte: une première plaque isolante (100, 106) destinée à venir en contact avec le mur, et comprenant un premier panneau de matériau superisolant (110, 116), - une seconde plaque isolante (102, 104) destinée à venir en contact avec la dalle, et comprenant un second panneau de matériau superisolant (112, 114), les première et seconde plaques isolantes étant en contact par l'une de leurs extrémités.

2. Module élémentaire selon la revendication 1, dans lequel le matériau superisolant est un panneau isolant sous vide.

3. Module élémentaire selon la revendication 1, dans lequel la première et 20 la seconde plaques isolantes comprennent un matériau à base de polyuréthane.

4. Module élémentaire selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la première plaque est recouverte d'un parement (120, 126) du côté de 25 sa face libre.

5. Module élémentaire selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le premier panneau de matériau superisolant est sensiblement à proximité immédiate du mur.

6. Module élémentaire selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le premier panneau de matériau superisolant est sensiblement centrée dans la première plaque.

7. Module élémentaire selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le premier panneau de matériau superisolant est sensiblement à proximité de la face opposée à la face de la première plaque isolante en contact avec le mur.

8. Module élémentaire selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la première et la seconde plaques isolantes ont une épaisseur inférieure à 100 mm.

9. Module élémentaire selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le premier et le second panneaux de matériau superisolant ont une épaisseur comprise entre 10 et 20 mm.

10. Module élémentaire selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le premier et le second panneaux de matériau superisolant sont localisés dans la première et la seconde plaques isolantes à proximité de leur extrémité en contact.

11. Module élémentaire selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est posé directement sur la dalle et le mur

12. Module élémentaire selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel la dalle et/ou le mur présente une portion d'épaisseur réduite de manière à insérer ledit module élémentaire dans ladite portion.