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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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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#42 - 64MOB - 03 Juillet 2021

Bonjour,
Merci pour votre très bon site, super bien renseigné qui nous a beaucoup aidé dans la conception de notre MOB. J aimerais avoir votre avis sur un problème particulier que nous rencontrons.
Notre projet:Maison Ossature Bois R+1 (142m2 + garage), dans le sud ouest de la France. Donc besoin de maintenir le confort de l'été.
Afin de compenser le manque d'inertie, initialement nous avions au contrat une dalle flottante mais isolée par le dessous. Malheureusement, l'étude des sols a trouvé de l'argile et nous déconseille la dalle flottante. Ainsi voici la réponse du constructeur:
1) Plus Value +12000€ pour un vide sanitaire (hourdi isolé)
2) PV +4800€ Dalle portée avec isolation par le dessus. Il ne souhaite pas isoler par le dessous pour une dalle portée

Cependant nous sommes convaincu du besoin d'inertie pour une mob. Ainsi, nous avons demandé d'étudier une troisième solution:
3) solution 2 + escalier et mur de refend (a cote de l'escalier) en béton. Le féraillage sera dans la dalle, sous l'isolation donc il y aura échange thermique avec le sol. Ce qui me semble positif (frais du sol) mais le constructeur nous informe que c'est un pont thermique en hiver. Le prix semble etre entre les deux (1-2)
Dans le sud de la France, il me semble que la chaleur estivale est plus un problème que le froid hivernal. De plus le sol, en hiver, conserve une température stable plus élevé que l'air (Température moyenne à 1m de profondeur: 13°) d'ou les puits canadiens. Pour info les fondations sont à 1.30-1.50m

Mes interrogations sont les suivantes:
A) Inertie: solution 1 ou 3?
B) En effet, l'échange thermique va-til compenser la moindre quantité de béton de la dalle porté vs le vide sanitaire ? Bref quelle est la meilleure solution?
Merci pour vos réponses et conseils! J'espère avoir été clair?

#41 - Laura (admin) - 08 Juin 2021

Bonjour cris 74,

Il vaut mieux, si vous pouvez, réaliser votre isolation plus tard et faire une isolation de la maison entière par l'extérieur.
L'inconvénient de cette méthode est que vous n'aurez plus l'aspect esthétique des pierres sur le bas. Par contre, elle présente un réel avantage sur le plan thermique.

Les déperditions de chaleur se font majoritairement par la toiture, donc c'est un bon point que celle-ci soit isolée.

A bientôt,

#40 - cris 74 - 26 Mai 2021

Bonjour,
Ma maison est en pleine rénovation. Elle est un peu particulière avec des murs en pierre de 90 cm en bas et des murs en brique à l'étage. Je ne peux pas payer d'isolation extérieure( toit et système de chauffage refaits à neuf, économies épuisées). Je doit refaire les lambris; je pensais isoler le haut avec de la laine de bois condensée et ne pas isoler le bas. pour info le toit sera totalement isolé à la laine de bois avec un R de 8. Qu'en pensez vous? Merci

#39 - Patrice05 - 24 Mars 2021

@Laura :

Merci pour le lien Ubakus.com, une petite merveille, si vous avez d'autres liens tels que celui-ci, je suis preneur car c'est très instructif.

#38 - bertrand - 24 Mars 2021

bonjour merci pour c'est information

#37 - Laura (admin) - 03 Février 2021

Bonjour Cé,

Nous affectionnons particulièrement le simulateur ubakus pour pouvoir évaluer entre autre le confort d'été dans un cas bien particulier.
Il est gratuit :
https://www.ubakus.com/fr/calculateur-valeur-u/

A vérifier, mais le confort d'été risque d'être minimum dans votre configuration. Si vous souhaitez l'améliorer, il vaut mieux partir sur des panneaux de laine de bois ou de ouate de cellulose.

A bientôt,

#36 - Cé - 03 Février 2021

Bonjour, pour une rénovation de toiture (avec amélioration confort thermique été (et hiver) je cherche à connaitre le déphasage thermique d'un isolant type laine de verre de 300mm (R de 7.5). Merci

#35 - Laura (admin) - 16 Juillet 2020

Bonjour neriq,

Après simulation sur https://www.ubakus.de, 20 cm paraissent suffisant pour disposer d'un bon confort d'été. Vous pouvez réaliser des simulations gratuitement avec votre configuration.
L'isolation de la toiture est aussi primordiale pour le confort d'été. Pour cela, il faut choisir des isolants garantissant un bon déphasage.

A bientôt,

#34 - neriq - 09 Juillet 2020

Nous prévoyons des murs de 20cm en périphérie de notre future maison en porotherm et nous aimerions savoir si pour l'inertie il était intéressant de faire un mur de 30cm d'épaisseur uniquement au Sud?
En restant sur de l'isolation intérieur et enduit extérieur.

#33 - Benjamin (Admin) - 17 Avril 2018

Bonjour panpan,
Comme toujours, c'est la pose qui est déterminante dans l'étanchéité à l'air et la vapeur d'eau, ainsi que les technologies utilisées en complément (enduit/bardage, pare-vapeur intérieur, etc...)

Les 2 techniques, parpaing et brique sont toujours d'actualité. La brique est de base légèrement plus isolante. Mais elle est aussi plus sujette à la dégradation lors de la pose. Le parpaing est plus solide (peu de dégradation à la pose), mais n'est pas du tout étanche à l'air seul, ce qui n'est pas un problème si les technologies en complément sont correctement mises en œuvre.

#32 - Xavier (admin) - 26 Février 2018

Bonjour Arno,

Nous venons de nous pencher assez longuement sur cette question du confort d'été en comparant le comportement de plusieurs isolants. Avec une isolation par l'extérieur sur des murs en brique, le confort d'été sera au rendez-vous peu importe l'isolant (car c'est l'inertie du matériau porteur qui est prépondérante sur celle apportée par l'isolant).

Pour le toit, la ouate de cellulose est probablement le meilleur isolant en terme de confort d'été / prix et le choix du professionnel semble judicieux. L'isolation des combles perdus est très bon marché (25€ HT le m²). Si vous préférez isoler les rampants pour gagner de la surface habitable (dont la valorisation future peut largement valoir le surcoût), il existe des panneaux de ouate de cellulose assez denses qui offriront un bon confort d'été pour un prix inférieur aux panneaux de bois.

Voici quelques lectures qui devraient vous intéresser :

https://conseils-thermiques.org/contenu/ouate-de-cellulose.php
https://conseils-thermiques.org/contenu/laine-de-bois.php
https://conseils-thermiques.org/contenu/polystyrene-expanse.php

Le site de Uparoi où vous pourrez calculer le confort d'été en fonction de vos parois devrait vous intéresser également.

A bientôt,

#31 - Arno - 22 Février 2018

Bonjour,

Tout d'abord merci pour cet article intéressant et explicit.

Nous projetons de faire construire une maison et nous voulons un bon confort thermique en été (bon déphasage) Nous sommes donc partie sur une isolation extérieure sur les murs et la toiture avec des panneaux fibre de bois. Nous avons rencontré un maître d'oeuvre qui nous a dissuadé sur l'utilisation de la fibre de bois en remplaçant par du polystyrène au niveau des mus pour des raisons de fiabilité dans le tps. Selon lui l'inertie sera assurée par le mur en brique est suffisante.Est ce exact selon vous? Il nous a aussi conseillé de travailler plutôt à comble perdu av du ouate de cellulose. Moi cela me dérange de perdre le volume des combles Est ce que la méthode d'isolation extérieur du toit av panneau fibre de bois est maîtrisée? Est ce que cela engendre un gros surcoût?

Merci de votre aide.

Cordialement,

Arno

#30 - panpan - 12 Février 2018

Bonjour
Tout d'abord un grand merci pour tous ces précieux conseils !
Je souhaiterais savoir si il y a vraiment un intérêt à construire avec de la brique à coller joints minces (R compris entre 1.10 et 1.30) comme souvent conseillé dans les études thermiques RT 2012 dans le cadre d'une ITI...
Ou le bon vieux parpaing monté au mortier avec 2cm d'isolant en plus d'ITI est t'il toujours dans le coup ???
En effet, pour en avoir discuté avec plusieurs maçons, ils m'assurent qu'une construction parpaing est meilleure, et notamment au niveau étanchéité à l'air, inertie...
Qu'en pensez vous ???
merci d'avance

#29 - Benjamin (Admin) - 26 Janvier 2018

Bonjour Sylvie,
Il faut savoir si la programmation de la pompe à chaleur intègre une sonde extérieure et si elle à une fonction d'anticipation.
Il serait par exemple possible de déplacer la sonde d'ambiance extérieure dans une zone plus ensoleillée (car généralement mise au Nord).
Il est également possible (en parallèle) de réduire les débits dans la pièce principale afin de ne chauffer que les pièces les plus défavorisées.

#28 - Sylvie - 24 Janvier 2018

Nous habitons le sud avons une maison bois cloison fermacel isolation cellulose de bois baies vitrées sur toute la façade sud
Chauffage PAC eau avec plancher chauffant et n’arrivons pas à gérer la température intérieure trop chaud puis froid nous avons des volets roulants qui se ferment afin d’eviter Le soleil qui fait monter la température jusqu’à 30 degrés
Le confort n’est donc pas au rendez vous ainsi que les économies d,énergie je pense Que faire , qui peut nous conseiller merci pour votre aide

#27 - Xavier (admin) - 11 Janvier 2018

Bonjour François,

Nous sommes en train de créer des fiches isolants pour répondre à ce type de problématique (sortie mi-février sur les 7
isolants principaux). Pour votre projet, je vous conseille de vous rendre sur le site de Uparoi où vous pourrez créer votre paroi en plaçant les isolants voulus. Vous pourrez ainsi connaître le confort d'été (onglet spécifique).

Sur une ITI avec 16 cm de rockplus (densité 70kg/m3) et du parpaing, les résultats sont bons : 13 heures de déphasage et une atténuation d'amplitude des température correcte. Avec la brique (type Imérys), les températures sont plus lissées (déphasage de 17 heures, excellente atténuation des amplitudes de températures). Pour le bloc de pierre ponce, les résultats sont quasi identiques aux parpaings.Le R du matériau porteur n'a pas tellement d'importance car il reste assez faible par rapport à celui de l'isolant et dépend grandement de la qualité de la pose.

Pour les combles, avec 30 cm de ouate de cellulose, 60 kg/m3 et capacité thermique de 1 600 J/(kg.K), vous serez plutôt pas mal : 12 heures de déphasage et bonne atténuation des températures. Plus la densité sera élevée, mieux ce sera.

Bonne réflexion et à bientôt,

#26 - FRANCOIS - 09 Janvier 2018

Bonjour,
j'ai un projet de construction et je suis en pleine réflexion en ce qui concerne le type de matériaux à mettre en œuvre, notamment au niveau du mur...
Cela sera une ITI avec de la laine de roche de densité assez importante (70Kg/m3) et un faux plafond avec de la ouate de cellulose soufflée pour apporter du confort d'été .
J'hésite entre du parpaing classique (R=0.20) solution la moins couteuse, de la brique collée (R=1.09) ou du bloc ponce (R=1.20)....
Le lequel de ces matériaux aurait selon vous les meilleurs performances au niveau confort d'été ???
Dans l'attente de vous lire
merci d'avance

#25 - Cécile - 29 Novembre 2017

Bonjour,
Je rebondis sur les posts 11 et 12 : un mix laine de bois / laine de verre n'améliorerait-il pas le déphasage (vs ldv uniquement)? Si oui, comment éliminer les risques de condensation ? Dans quel ordre les positionner (cas isolation interieure). Par ailleur, peut-on isoler les murs avec de la ouate de cellulose ?
Merci par avance.

#24 - Benjamin (Admin) - 06 Juin 2017

Bonjour Bud,
La ouate de cellulose est l'un des meilleurs isolants du marché actuellement.
Il a une bonne inertie (qui dépend de la densité) et ne présente pas de soucis vis-à-vis de la santé des occupants. Seul le sel de bore poser question mais il n'est présent qu'en petite quantité (lorsqu'il y en a) et ne présente des soucis de toxicité que lors d'un contact prolongé (poseurs par exemple).
Niveau rongeurs, la ouate est peu sensible car les rongeurs ne peuvent pas faire de galerie.

#23 - bud - 30 Mai 2017

Bonjour,

Je suis en pleine construction, mon isolation de ma maison ce constitue comme suit:
Pour les murs:
Brique de 20cm R=1.30
ITI laine de verre R=3.15
Pour les combles:
laine de verre soufflé 41cm R=9

Je suis septique concernant mon confort d'été,
quand pensé vous?
J'envisage de modifier l'isolation des combles en utilisant de la ouate de cellulose (R=9) afin de bénéficier du déphasage thermique de cette isolant.
quand pensez vous?
vais je gagner en confort d'été ou la chaleur passera de toute façon par les murs?
Es que la ouate de cellulose est recommandable (santé/hydro/rongeur..)

Dans l'attente de vous lire,
En vous remerciant,

Bud

#22 - Benjamin (Admin) - 16 Janvier 2017

Bonjour Bob,
Bien sûr, la conductivité thermique joue un rôle très important dans le déphasage.
C'est d'ailleurs le seul paramètre à inclure "le temps" (W/(m.K) équivaut à J/(s.m.K) puisqu'un Watt = 1 J par seconde).
Mais le déphasage dépend aussi de la capacité du matériau à stocker de l'énergie (= densité + chaleur spécifique) et de son épaisseur.

#21 - Bob - 16 Janvier 2017

Pourquoi la conductivité thermique qui comporte le paramètre temps de transfert dans son calcul est-t'elle considérée comme différente du déphasage ?
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