Inertie thermique et déphasage

schema inertieL'inertie thermique et le déphasage requièrent une attention particulière dans la conception bioclimatique d'un bâtiment puisqu'ils influent directement sur les consommations de chauffage et le confort thermique en été comme en hiver.

L'inertie thermique

L'inertie thermique d'un corps est la capacité d'un matériau à emmagasiner de la chaleur (ou du froid) pour le restituer ensuite progressivement. Plus un matériau est lourd et compact, plus il a une inertie thermique importante. Ainsi, une maison à ossature bois, si l'on y intègre pas des matériaux lourds, aura une inertie thermique très faible, ce qui peut vite devenir inconfortable et peu économe en énergie.

Le déphasage

Le déphasage est la capacité à différer les variations de température. Il est donc lié à l'inertie thermique des matériaux mises en oeuvre et au type d'isolation (intérieur/extérieur et épaisseur d'isolant). Le déphasage peut ainsi être de quelques minutes en lissant les apports solaires (nuage/éclaircie) pour éviter les à-coups du chauffage. Mais il peut aller jusqu'à plusieurs heures, notamment en été où les murs vont emmagasiner le froid de la nuit pour le restituer tout au long de la journée et éviter que le bâtiment ne monte trop en température.

dephasage avec une forte inertie Exemple de déphasage en été avec une forte inertie

Sur cet exemple, on voit que les variations de la température extérieure sont lissées (inertie+isolation) et qu'en plus, les pics sont différés dans le temps (déphasage).

Comment avoir une bonne inertie et un bon déphasage

Des matériaux lourds

Plus les matériaux qui composent la structure de la maison, plus les murs pourront emmagasiner de la chaleur. Il faut pour cela s'intéresser principalement à leur densité, qui est le poids pour un volume donné (kg/m3). Dans une maison classique, les matériaux (parpaing ou brique dans les murs et béton pour le sol) sont suffisamment lourds pour avoir une inertie tout à fait satisfaisante. L'inertie dépend également de la capacité intrasèque des matériaux à garder de la chaleur, c'est la capacité thermique massique (ou capacité thermique spécifique), notée "c" et exprimée en J/kg/K. Il faut retenir que plus la capacité thermique massique est grande, plus le matériau aura de l'inertie. (Par exemple, la ouate de cellulose a une capacité thermique 3 fois plus grande que la laine de verre et permettra donc d'avoir une déphasage plus important).

mur inertie thermiqueDans une maison à ossature bois (ou acier), c'est très différent puisque il n'y a pas à proprement parler de "murs". Ce sont uniquement des montants (ou des poutrelles) avec du contre-plaqué. De ce fait, l'inertie de la maison est globalement faible. Pour contrer cela, il est recommandé de mettre en place une dalle béton ainsi que des murs d'inertie (par exemple un ou deux cloisons en briques crues). Des matériaux plus lourds peuvent également être utilisés dans les murs, notamment avec des isolants denses et avec une capacité thermique élevée (ouate de cellulose, laine de bois), ou encore des plaques de fermacell (plus lourdes que des plaques de placo classique).

Une isolation performante et idéalement par l'extérieur

La technique d'isolation la plus efficace pour garder toute l'inertie des murs et donc pour avoir un déphasage important (jusqu'à 12h) est l'isolation par l'extérieur. Il est en effet important que les murs, qui apportent l'inertie, soient dans le volume isolé. A l'inverse, l'isolation par l'intérieur ne permet pas de bénéficier de l'inertie des murs puisque ceux-ci sont côté extérieur et il y a aura donc un déphasage très faible (uniquement dû à la quantité d'isolation).

Par ailleurs, la quantité d'isolant est primordiale, d'une part pour réduire les déperditions thermiques et diminuer la consommation de chauffage. D'autre part, elle influera sur le lissage des variations de température et la durée du déphasage.

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Devis Isolation des combles (sol ou sous-pente)

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Conclusion

La mise en place d'une isolation par l'extérieur sur des murs en matériaux lourds est donc la solution la plus efficace pour avoir une bonne inertie et un déphasage intéressant (jusqu'à 12h). A l'inverse, l'isolation par l'intérieur est à éviter au maximum. Les maisons à ossatures légères ne possèdent pas une inertie importante mais différentes techniques (plancher béton, mur d'inertie...) permettent de palier à ce problème. Mais la problématique d'inertie et de déphasage dépend également du choix de l'isolant, de son épaisseur et de la qualité de sa pose.


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