Le guide de l
137 pages
Français

Vous pourrez modifier la taille du texte de cet ouvrage

Obtenez un accès à la bibliothèque pour le consulter en ligne
En savoir plus

Le guide de l'étanchéité à l'air

-

Obtenez un accès à la bibliothèque pour le consulter en ligne
En savoir plus
137 pages
Français

Vous pourrez modifier la taille du texte de cet ouvrage

Description

Réduire notre consommation énergétique, voilà l'objectif premier de ces dernières années, bien ancré aujourd'hui dans la conscience collective comme dans celle des gouvernants. Consommer moins d'énergie pour le chauffage et notre confort de vie, et ainsi épargner notre planète, devient une impérative obligation.



Moins de consommation se traduit chez la majorité d'entre nous par le réflexe de plus d'isolation, mais, incontestablement, une bonne performance thermique ne peut se limiter à poser une couche d'isolant plus épaisse. L'essentiel est de garantir que cet isolant reste durablement efficace.



Comment ? En découvrant l'étanchéité à l'air des bâtiments à travers ces pages. Vous comprendrez comment l'air, par sa capacité de transfert calorifique comme par sa capacité de condensation, va avoir une incidence forte sur votre consommation mais aussi sur la durée de vie de votre bâtiment, et tellement d'autres impacts insoupçonnés.



Cet ouvrage se veut une sensibilisation à l'étanchéité à l'air et un guide indispensable pour intégrer celle-ci dans une vision globale lors de la conception des bâtis. Destiné à tous les professionnels du bâtiment comme à tous les candidats à l'acte de construire, il permettra de s'affranchir des inconvénients de l'air qui traverse nos bâtiments (hors système de ventilation) en y portant remède.



Enrichi de vidéos, mentionnées par des flashes codes à toutes les étapes importantes, il offre des bases solides pour aborder l'étanchéité à l'air comme une partie intégrante du bâtiment à basse consommation.




  • Les voies de transfert calorifique


  • Etanchéité à l'air des enveloppes bâties


  • L'étanchéité à l'air en rénovation


  • Etanchéité à l'air des réseaux aérauliques


  • Perspectives d'avenir

Sujets

Informations

Publié par
Date de parution 10 septembre 2013
Nombre de lectures 154
EAN13 9782212206418
Langue Français
Poids de l'ouvrage 4 Mo

Informations légales : prix de location à la page €. Cette information est donnée uniquement à titre indicatif conformément à la législation en vigueur.

Exrait

R sum
Réduire notre consommation énergétique, voilà l’objectif premier de ces dernières années, bien ancré aujourd’hui dans la conscience collective comme dans celle des gouvernants. Consommer moins d’énergie pour le chauffage et notre confort de vie, et ainsi épargner notre planète, devient une impérative obligation. Moins de consommation se traduit chez la majorité d’entre nous par le réflexe de plus d’isolation, mais, incontestablement, une bonne performance thermique ne peut se limiter à poser une couche d’isolant plus épaisse. L’essentiel est de garantir que cet isolant reste durablement efficace. Comment ? En découvrant l’étanchéité à l’air des bâtiments à travers ces pages. Vous comprendrez comment l’air, par sa capacité de transfert calorifique comme par sa capacité de condensation, va avoir une incidence forte sur votre consommation mais aussi sur la durée de vie de votre bâtiment, et tellement d’autres impacts insoupçonnés.
SOMMAIRE
Historique
Les origines de la méthode de mesure – Diffusion grand public
Contexte
Contexte environnemental – Orientations politiques – Evolutions réglementaires
Notions de thermique et de physique du bâtiment
I. Les voies de transfert calorifique
II. Etanchéité à l’air des enveloppes bâties
Intérêt des enveloppes étanches – Les pratiques constructives avant la RT 2012 – Le label BBC Effinergie et la RT 2012 – L’évolution des pratiques constructives induites par la RT 2012 – Conception et optimisation énergétique – Les difficultés en réalisation –
Les techniques de mesure
III. L’étanchéité à l’air en rénovation
Environnement réglementaire – L’intérêt du diagnostic avant travaux – Travaux et réception
IV. Etanchéité à l’air des réseaux aérauliques
Objectif – Les techniques de mesures – Constat – Les évolutions incontournables - Contrôle
V. Perspectives d’avenir
Les labels de la RT 2012 – La RT 2020 : étanchéité des enveloppes et des réseaux – Impact sur le marché immobilier à court et long termes
Cet ouvrage se veut une sensibilisation à l’étanchéité à l’air et un guide indispensable pour intégrer celle-ci dans une vision globale lors de la conception des bâtis. Destiné à tous les professionnels du bâtiment comme à tous les candidats à l’acte de construire, il permettra de s’affranchir des inconvénients de l’air qui traverse nos bâtiments (hors système de ventilation) en y portant remède. Enrichi de vidéos, mentionnées par des flashes codes à toutes les étapes importantes, il offre des bases solides pour aborder l’étanchéité à l’air comme une partie intégrante du bâtiment à basse consommation.
Biographie auteur
Jean-Claude Scherrer est gérant et formateur pour l’entreprise Afordex (étanchéité à l’air des bâtiments). Créateur, en 2006, de la première entreprise immatriculée en France dédiée exclusivement à la mesure de perméabilité à l’air des bâtiments, il est depuis 2007 membre permanent et actif du Club Perméa, groupe de travail auprès du Ministère en charge de la construction. Le Club Perméa a proposé depuis 2007 toutes les orientations réglementaires (label BBC Effinergie, RT 2012) concernant l’étanchéité à l’air des bâtiments. Il est par ailleurs membre suppléant de la commission d’autorisation des mesureurs auprès de Qualibat et trésorier du Syndicat Synéole, premier syndicat national des mesureurs de perméabilité à l’air des bâtiments. Mesureur certifié (N°0013), il intervient également sur les tests de certification en fin de chantier.
www.editions-eyrolles.com
Jean-Claude SCHERRER
Le guide de l’étanchéité à l’air
Groupe Eyrolles
61, bd Saint-Germain
75240 Paris Cedex 05
www.editions-eyrolles.com
Malgré le soin qu’ont apporté l’auteur et l’éditeur à l’identification des ayants droit de toutes les illustrations figurant dans l’ouvrage, il se peut que certaines images aient été incorrectement attribuées. L’éditeur remercie par avance les lecteurs qui voudront bien le lui signaler pour qu’il régularise les autorisations.
En application de la loi du 11 mars 1957, il est interdit de reproduire intégralement ou partiellement le présent ouvrage, sur quelque support que ce soit, sans autorisation de l’éditeur ou du Centre Français d’Exploitation du Droit de Copie, 20, rue des Grands-Augustins, 75006 Paris.
© Groupe Eyrolles, 2013, ISBN : 978-2-212-13595-4
Dans la collection Efficacité énergétique du bâtiment
La thermographie du bâtiment , D. Pajani.
Le bâtiment à énergie positive , A. Garnier.
À mon épouse, qui a su être là quand le destin vacillait.
Remerciements
La qualité d’un ouvrage ne vaut que par la relecture attentive et les remarques judicieuses faites par des personnes compétentes.
Ma première pensée à Bernard Flament, docteur en énergétique de l’École des Mines de Paris, maître de conférences à l’Institut national des sciences appliquées de Strasbourg, responsable des formations d’ingénieur en génie climatique. Fidèle à son dévouement quasi légendaire, le temps qu’il a consacré à ce guide n’a d’équivalence que la qualité et la pertinence de ses commentaires. Qu’il en soit très sincèrement remercié.
À l’instar de Bernard Flament, John Pinon, ingénieur de bureau d’études, belge mais lorrain d’adoption, et mesureur autorisé par le ministère en charge de la construction, a fait profiter ce livre de sa solide expérience dans le domaine de la perméabilité à l’air des bâtiments et des réseaux aérauliques. Mes remerciements sont aussi un encouragement à persévérer dans le partenariat qui nous unit.
Mes remerciements encore à tout le personnel des entreprises Afordex et Abatherm, dont j’apprécie chaque jour la compétence et le dévouement, et tout particulièrement à Angélique Sage, ingénieure en mécanique énergétique, si souvent mise à contribution, toujours avec le sourire. Sans oublier Marie Neff, ingénieure thermicienne, qui nous guide dans la découverte de la mesure de perméabilité à l’air des réseaux aérauliques depuis son arrivée parmi nous.
Et comment ne pas remercier Christian Hugel, Odysseus Films Productions, dont l’humour a agrémenté les milliers de kilomètres que nous avons partagés à l’occasion du tournage d’un film sur l’étanchéité à l’air des bâtiments, tournage dont le présent ouvrage présente de petites séquences gracieusement offertes.
Sommaire
INTRODUCTION
1| HISTORIQUE
2| CONTEXTE
3| NOTIONS DE THERMIQUE ET DE PHYSIQUE DU BÂTIMENT
4| ÉTANCHÉITÉ A L’AIR DES ENVELOPPES BÂTIES
5| L’ÉTANCHÉITÉ À L’AIR EN RÉNOVATION
6| ÉTANCHÉITÉ À L’AIR DES RÉSEAUX AÉRAULIQUES
7 | PERSPECTIVES D’AVENIR
ANNEXES
GLOSSAIRE
Index
Table des matières
INTRODUCTION
1| HISTORIQUE
LES ORIGINES DE LA MÉTHODE DE MESURE
DIFFUSION GRAND PUBLIC
2| CONTEXTE
CONTEXTE ENVIRONNEMENTAL
ORIENTATIONS POLITIQUES
ÉVOLUTIONS RÉGLEMENTAIRES
3| NOTIONS DE THERMIQUE ET DE PHYSIQUE DU BÂTIMENT
LES VOIES DE TRANSFERT CALORIFIQUE
4| ÉTANCHÉITÉ À L’AIR DES ENVELOPPES BÂTIES
L’INTÉRÊT DES ENVELOPPES ÉTANCHES
LES PRATIQUES CONSTRUCTIVES AVANT LA RT 2012
LE LABEL BBC EFFINERGIE ET LA RT 2012
L’ÉVOLUTION DES PRATIQUES CONSTRUCTIVES INDUITES PAR LA RT 2012
CONCEPTION ET OPTIMISATION ÉNERGÉTIQUE
LES DIFFICULTÉS EN RÉALISATION
LES TECHNIQUES DE MESURE
5| L’ÉTANCHÉITÉ À L’AIR EN RÉNOVATION
ENVIRONNEMENT RÉGLEMENTAIRE
L’INTÉRÊT DU DIAGNOSTIC AVANT TRAVAUX
TRAVAUX ET RÉCEPTION
6| ÉTANCHÉITÉ À L’AIR DES RÉSEAUX AÉRAULIQUES
OBJECTIF
LES TECHNIQUES DE MESURES
CONSTAT
LES ÉVOLUTIONS INCONTOURNABLES
CONTRÔLE

7| PERSPECTIVES D’AVENIR
LES LABELS DE LA RT 2012
LA RT 2020 : ÉTANCHÉITÉ DES ENVELOPPES ET DES RÉSEAUX
IMPACT SUR LE MARCHÉ IMMOBILIER À COURT TERME ET À LONG TERME
ANNEXES
ANNEXE A – LES PRINCIPAUX DÉFAUTS D’ÉTANCHÉITÉ
ANNEXE B – LES PATHOLOGIES DES ENVELOPPES LIÉES À L’EXCÈS DE PERMÉABILITÉ À L’AIR
ANNEXE C – LE RISQUE PATHOLOGIQUE LIÉ À L’ÉTANCHÉITÉ À L’AIR DES ENVELOPPES
GLOSSAIRE
INDEX
Aux âges préhistoriques, les cavernes constituaient l’abri naturel de nos très lointains ancêtres contre les aléas climatiques. Au fil des millénaires est apparu un habitat construit, passant du stade de hutte aux bâtiments d’aujourd’hui, avec un fil conducteur permanent, la recherche du confort.
Sans chauffage puis avec, sans eau puis avec, sans électricité puis avec, nos constructions ont beaucoup bénéficié des progrès techniques. La dernière évolution radicale est en cours depuis près d’un demi-siècle, cherchant à faire accéder l’ensemble de la population à un confort généralisé et compatible avec les moyens économiques dont elle dispose. Au centre de cet objectif, réduire les dépenses d’énergie qui sont par définition éternellement répétitives. En supplément, le premier choc pétrolier a donné une autre alerte : si, en plus du coût, l’énergie pour notre confort venait à être rationnée, comment réagirions-nous ? En nous faisant la guerre, c’est l’éternelle distraction de l’espèce humaine. Comme les guerres font le bonheur de quelques-uns et le malheur de tous les autres, peut-être pouvons-nous chercher à retarder sa survenue ? Peut-être. Gaspillons moins de cette précieuse manne, et partageons-la mieux. Le bâtiment est en première ligne d’une telle révolution, d’autant plus que réduire la consommation à son niveau n’est pas mission impossible. Le choc salutaire de 1973, en éveillant les consciences, s’est traduit par le début d’apparition de nouvelles orientations, et tout d’abord l’isolation des enveloppes. Qui n’a pas entendu parler depuis cette époque de l’intérêt d’isoler les bâtiments ? A contrario, qui a entendu parler de la condition qui permet à cet isolant d’être durablement performant ? Une même réponse par un seul et même mot à deux questions opposées : personne. Quelle est donc cette mystérieuse condition, tapie dans l’ombre depuis des décennies ? Peut-être allez-vous la découvrir en feuilletant ces pages, et son intérêt essentiel que plus personne ne devrait ignorer.
Cette mystérieuse condition, dans laquelle nous baignons tous depuis la première minute de notre naissance, c’est l’air. Quel lien entre l’air qui nous enveloppe, que nous respirons, et les performances des isolants de nos maisons ? Découvrons-le, mais non sans avoir dit un grand merci aux pionniers de l’écologie écologique – celle qui ignore les clivages politiques – aux signataires du protocole de Kyoto, à ceux qui ont cherché à le mettre en œuvre, aux acteurs du Grenelle de l’environnement, et un aussi grand merci à tous ceux qui, dans leur pratique quotidienne, traduisent dans la réalité concrète l’impact de cet élément sur notre confort et notre environnement économique.
Dans les années 2005-2007, parler d’étanchéité à l’air des bâtiments à nos concitoyens revenait à leur parler de la face cachée de Pluton, du moins pour une écrasante majorité d’entre eux. Et ceux qui devinaient que la question n’était pas d’ordre astronomique répondaient invariablement « je suis bien isolé » ou « je ne veux pas mourir étouffé chez moi ». Pourtant personne n’ignore le désagrément causé par les courants d’air ni intuitivement leur conséquence sur la consommation de chauffage. Mais de là à imaginer mesurer les courants d’air, il y a un grand pas à franchir. Ce pas a été franchi.
Par quels mots s’exprimer pour transmettre la compréhension, en l’absence d’un mot unique ?
Perméabilité à l’air ou étanchéité à l’air ? Actuellement, nous sommes dans une dualité d’expression qui complique la compréhension. La perméabilité représente l’air qui traverse encore l’enveloppe après sa finition (hors débit de ventilation), l’étanchéité caractérise davantage l’air qui ne passe plus suite aux travaux réalisés. Peut-être un jour parlerons-nous d’aérotransfert comme nous commençons à parler d’infiltrométrie ?
Dans un langage plus réglementaire, la perméabilité à l’air caractérise la sensibilité de l’enveloppe aux écoulements aérauliques parasites indépendants du système de ventilation. Plus simplement, c’est l’ensemble des flux d’air qui traversent l’enveloppe, hors air dit hygiénique lié à la ventilation, sous l’action d’une différence de pression entre l’intérieur et l’extérieur du bâtiment. Allons-nous parler d’aérotransfert hygiénique contre aérotransfert parasite ? Les différences de pression provoquant ces aérotransferts sont générées par les phénomènes moteurs que sont le vent, le tirage thermique et le fonctionnement de ventilateurs (ventilation mais aussi hottes de cuisines ou hottes techniques dans les bâtiments industriels).
Cet ouvrage se veut une sensibilisation à l’étanchéité à l’air des enveloppes bâties au moment où s’amorce un virage décisif dans les performances thermiques des bâtiments. Pendant près de quarante années, l’accent a été mis exclusivement sur l’isolation, oubliant les autres voies de transferts calorifiques. Le conditionnement de l’ensemble de nos concitoyens est impressionnant, l’idée même que d’autres voies de déperdition puissent être en jeu leur est totalement étrangère.
Le label BBC Effinergie 2005 a induit le début d’un long processus d’évolution des connaissances, concernant les professionnels, les médias et le grand public.
Exempt de toute démonstration de type scientifique ou pseudo-scientifique, ce livre se veut avant tout accessible à tous, déroulant un large panorama de l’étanchéité à l’air des bâtiments au regard des connaissances actuelles.
Les évolutions réglementaires à venir vont progressivement améliorer encore les performances, en parallèle de l’évolution des pratiques de conception, de réalisation et de qualité des équipements. Partie intégrante des caractéristiques des bâtiments à basse consommation d’énergie, l’étanchéité à l’air doit cependant s’intégrer dans une réflexion globale sur la conception de ces constructions. C’est le vœu que nous formons.
Les origines de la méthode de mesure
Dans la seconde moitié de la décennie 1970-1980 est apparue aux États-Unis une démarche tendant à comprendre l’importance des flux d’air aléatoires à travers les enveloppes des bâtiments, avec la volonté de les mettre en évidence puis les quantifier. Après la compréhension du rôle des isolants, c’était le début d’une prise en considération de la perméabilité à l’air comme facteur de consommation énergétique et des moyens de la mesurer et de la localiser.
Les travaux ont été menés dans ce sens à l’université de Berkeley en Californie, en partenariat avec une université suédoise, en particulier sous l’impulsion de Max Sherman.
Les travaux en Amérique du Nord
Après la mise au point de cette technique mettant en évidence ce que chacun suspectait, le gaspillage énergétique par les « courants d’air », son développement a bénéficié de la volonté du gouvernement canadien de diffuser au maximum cette nouvelle connaissance. Ainsi la Société canadienne d’hypothèques et de logement (SCHL) a été amenée à publier sur Internet des travaux successifs, avec l’avantage d’être en langue française. Notre prise de conscience personnelle doit beaucoup à ces publications ouvrant un champ de potentialités de connaissances à approfondir, eu égard à l’absence de prise en compte de l’étanchéité à l’air dans nos constructions.
La diffusion vers l’Europe
En 1989, Paul Simons revient des États-Unis avec un ventilateur dans ses bagages, et crée Blower Door Gmbh dans la région de Hanovre. En quelques années, l’Allemagne voit se développer un marché de la mesure, nombre de professionnels apparaissant dès le début des années 1990.
La définition des critères techniques de la certification Passivhaus a bénéficié de l’existence de possibilités de mesure, et les mesureurs ont bénéficié de ce projet pour voir le marché se développer. Progressivement, cette technique s’est étendue à d’autres pays européens, d’abord ceux d’Europe du Nord (Suède, Danemark, Grande Bretagne), mais aussi Autriche, Suisse puis même Espagne et Portugal avant de se diffuser en France à partir de 2006 malgré les réticences et les freins mis à son développement.

Les travaux français
De manière surprenante, la France n’est pas restée à l’écart de cette évolution, avec des premières études au Centre technique de l’équipement de Lyon dès le milieu des années 1980. Ces études, menées dans le cadre de recherches publiques, n’ont pas trouvé d’écho dans les milieux de la construction. Elles ont amené diverses publications, en particulier sur les logements collectifs. Ces travaux ont eu le mérite d’apporter une vision de l’état réel du bâti en France sur ce sujet, même si cela ne s’est pas traduit de manière concrète sur les chantiers.
Diffusion grand public
Sans coordination aucune, et en toute ignorance des évolutions réglementaires à venir, quelques entreprises dispersées sur le territoire national se sont orientées vers la mesure de perméabilité à l’air des bâtiments entre mi-2005 et mi-2006. À côté d’un bureau d’étude et de deux diagnostiqueurs immobiliers, qui espéraient une extension d’activité à leur pratique principale, une première entreprise consacrée exclusivement à cette activité de mesure voyait le jour à Mulhouse en juillet 2006.
Le pari de cette entreprise était audacieux, en l’absence de toute connaissance sur le sujet dans les milieux du bâtiment et d’une absence totale de marché existant. Après six mois sans aucun chiffre d’affaire, une rencontre fortuite avec le président du Conseil régional d’Alsace, le défunt Adrien Zeller, homme de vision et de conviction, s’est finalisée par une proposition de réaliser un bilan avec mesures de perméabilité à l’air des bâtiments d’un lycée de Saverne.
Construit à l’époque où M. Zeller était premier magistrat de la ville, une opération de changement du système de chauffage était en projet, les chaudières à gaz remplacées par un chauffage à plaquettes en bois. Temps calculé de retour sur investissement, plus d’un demi-siècle.
Le résultat de l’ensemble des mesures réalisées a fait l’effet d’une bombe, en démontrant que la priorité devait être le traitement des défauts des enveloppes et non le remplacement d’un système de production énergétique par un autre dès lors que le besoin restait inchangé, et, de plus, sans possibilité d’amortissement de l’investissement. Vérité d’autant plus évidente que le chauffage au bois n’entraînait pas de réduction des émissions de CO 2 , ce qui pourtant était l’un des objectifs de ce projet.
À partir de ce moment, l’intérêt de ces mesures a commencé à se diffuser, en particulier auprès des collectivités.
Cependant, c’est la conjonction de la création d’entreprises de mesure et de décisions politiques qui a fait éclore en peu d’années ce qu’il faut bien appeler une révolution dans le monde du bâtiment.
Nous verrons plus loin l’importance essentielle qu’ont joué la création du Collectif Effinergie et les travaux du Grenelle de l’environnement.
Tout le monde connaît aujourd’hui le contexte qui a favorisé les évolutions actuelles. Le rôle des médias y est essentiel, en diffusant très largement le caractère dramatique de divers évènements climatiques et en le rapportant au réchauffement de la planète. Lequel est mis en relation directe avec les émissions de gaz à effet de serre. Si ces mots, gaz à effet de serre, sont connus, leur signification l’est beaucoup moins. De quoi s’agit-il ? D’une manière schématique, l’effet de serre se résume en un effet miroir concernant la part du rayonnement solaire réfléchi par la terre et les océans, renvoyé dans l’atmosphère puis retourné à nouveau vers le sol plutôt que de partir dans l’espace cosmique. Plus simplement encore, c’est une diminution de la part de rayonnement solaire renvoyé par réflexion dans l’espace. Et très probablement cet effet miroir est dû à une accumulation croissante d’éléments gazeux dans notre atmosphère provenant de l’activité humaine, seul facteur variable perceptible à l’aune d’une échelle de temps courte.
Certaines conséquences sont indiscutables, comme la fonte des calottes glaciaires polaires et son cortège d’élévation du niveau des mers. La modification des courants marins et l’augmentation de l’évaporation par augmentation de la température des océans est la cause quasi certaine de la fréquence et de l’intensité plus importante des phénomènes cycloniques. Les périodes plus prolongées de sécheresse sur de grandes étendues comme le Sahara peuvent aussi avoir la même origine. L’échelle d’une vie humaine est petite pour que toutes ces probabilités soient d’absolues certitudes.
Mais un autre facteur est une certitude, l’augmentation de la population mondiale et, pour une grande partie d’entre elle, de son niveau de vie. Et qu’est l’augmentation du niveau de vie d’une population si ce n’est une augmentation de sa consommation d’énergie ? Ceci dit, et quelle que soit l’importance des réserves mondiales d’énergie fossile, chaque mètre cube de gaz et chaque baril de pétrole extraits réduisent les réserves. La raréfaction certaine de ces formes d’énergie, l’augmentation de la demande et la compétition entre usage énergétique et usage comme matière première vont se concrétiser par une réponse simple, le renchérissement dans un premier temps puis les guerres pour définir le partage dans un délai qui risque de ne pas être celui des calendes grecques.
Nos sociétés dites évoluées fonctionnent dans un autisme absolu. Et si au niveau de nos sociétés l’autisme est la règle, il l’est encore plus au niveau de chacun des individus qui les composent. Prisonniers de l’instant et sans vision à long terme, nous sommes tous un peu responsables d’une consommation souvent inutile mais moteur du système de développement dans lequel nos sociétés se sont engagées depuis le xix e siècle. Nos descendants proches ou plus lointains auront à s’adapter à l’état de la planète tel que nous le leur laisserons. Dans le domaine du bâtiment en particulier, combien allons-nous voir éclore de ruses afin d’éviter de faire le petit effort pour améliorer réellement les performances de nos constructions et ainsi réduire notre gaspillage énergétique ?
Contexte environnemental
Énergies fossiles
Elles représentent depuis longtemps les sources d’énergie les plus importantes : pétrole, gaz, charbon, accessoirement tourbe. Toutes sont des composés de la chimie du carbone, et représentent une façon de séquestrer celui-ci, limitant ainsi sa diffusion atmosphérique sous forme de dioxyde de carbone, CO 2 (gaz carbonique).
Ces produits libèrent de l’énergie lors de leur combustion, en même temps qu’ils rejettent le carbone dans l’atmosphère en aggravant l’effet de serre.
L’usage des énergies fossiles est très divers.
Les transports utilisent principalement le pétrole et ses dérivés : essence, gas-oil, kérosène, gaz de pétrole liquéfié.

Le saviez-vous ?
L’usage du charbon comme source d’énergie dans les transports a quasiment disparu dans les pays occidentaux. Quant à l’utilisation du gaz comme source d’énergie pour le transport, elle est restée confidentielle, le risque d’explosion faisant peser une forte suspicion pour cet usage.
Pour le chauffage, la diversité des utilisations est beaucoup plus grande, liée aux capacités d’approvisionnement, à la disponibilité et au niveau de vie.
Le charbon reste une source majeure dans les pays producteurs comme la Chine, mais a disparu dans des régions où il était encore fortement utilisé il y a quelques décennies. Sa progressive diminution est liée à l’inconfort d’usage, de stockage, de transport comme à l’évolution de son coût de production dans les pays développés.
Selon les pays, l’utilisation du fuel domestique est encore importante, mais son renchérissement progressif, l’investissement dans son stockage, le financement avant utilisation, les contraintes d’entretien réduisent progressivement ses parts de marché.
À l’inverse, le gaz voit son marché se développer à mesure que les réseaux de distribution s’étendent et que le rendement des chaudières s’améliore, en particulier avec l’apparition des chaudières à condensation.
L’usage de tourbe comme moyen de chauffage est limité à ses zones de disponibilité et confidentiel en termes de quantité.

Les produits fossiles sont également une matière première pour l’industrie chimique et toutes les transformations qui en dérivent. Dans cet usage, ces produits sont souvent irremplaçables dans les conditions industrielles actuelles, d’où la nécessité de s’interroger sur la pertinence de leur usage énergétique, du moins en chauffage, dont la substitution est aisée.
D’un usage très largement répandu, tous les produits fossiles ont une caractéristique incontournable : des réserves imparfaitement identifiées, mais une quantité disponible finie.
Raréfaction des énergies fossiles
Notre propos n’est pas de présenter une étude sur la raréfaction des énergies fossiles. À partir de réserves finies et d’une augmentation du niveau de vie dans certains pays en voie de développement, tout comme de l’augmentation de la démographie mondiale, la raréfaction, au moins relative, est inéluctable. Sans certitude sur le moment du peak oil , assez proche de la décennie 2000-2010, les produits énergétiques fossiles, pétrole en tête, vont disparaître de notre environnement d’une manière progressive, avec de temps en temps des soubresauts et des tensions sur les prix en fonction de données géopolitiques. La compétition pétrole-énergie et pétrole-matière première ne pouvant qu’accélérer cette évolution, il y a urgence à réduire notre utilisation énergétique de ce produit. Rendre les bâtiments étanches aux flux d’air parasite en est une des modalités les plus simples.
Renchérissement
Si les considérations sur la raréfaction des énergies fossiles sont du domaine de la certitude, celles sur le renchérissement sont bien plus délicates à certifier. Les fluctuations du baril de pétrole sont connues de tous, mais seules leurs conséquences sur notre pouvoir d’achat nous importent. En 1968, le litre d’essence ordinaire (il n’existait pas d’essence sans plomb) coûtait 1 franc. Son équivalent d’usage, le super sans plomb 95 coûte en 2012 environ 1,65 euro le litre à la pompe. Si l’on se réfère au tableau des équivalences franc/euro publié constamment par l’Institut national des statistiques et des études économiques (INSEE), l’équivalence de l’essence ordinaire de 1968 serait de 1,15 à 1,16 euro le litre. Cette première approche confirme un renchérissement évident. Mais la qualité du produit a évolué, comment la prendre en compte ?
Notre capacité d’acheter dépendant d’abord de notre revenu, comment celui-ci a-t-il évolué de 1968 à nos jours (statistiques INSEE de 1970 à 2009) ? Pour le salaire net minimum, sa progression est d’un facteur de 1,96 ; pour le salaire net moyen, de 1,55. Et le prix de l’essence : 1,43 !
Il faut avoir un certain âge aujourd’hui pour se rappeler que le sujet du prix de l’énergie a toujours été une préoccupation de tous les jours, et pour faire admettre une réalité insoutenable aux jeunes générations, celle du non-renchérissement de ses produits par rapport à leur pouvoir d’achat. Il est vrai que celui-ci est grevé lourdement aujourd’hui par des dépenses inexistantes en 1968 et dont la nécessité peut rester à démontrer.
Il n’en reste pas moins exact que les énergies fossiles subissent des fluctuations pouvant être brutales, d’où l’impression d’un renchérissement continu sans réalité durable.

Énergies renouvelables
Comme pour les énergies fossiles, le propos ici n’est pas de faire une étude exhaustive des énergies renouvelables, loin de là. L’essentiel est de comprendre les différences de fond entre elles et les énergies fossiles.
Pourquoi fait-on une différence entre énergies fossiles et renouvelables, alors que toutes ont la même origine, le soleil ?
La biomasse d’il y a quelques millions d’années est devenue pétrole, gaz ou charbon. Mais son origine, la croissance des plantes, était déjà liée à l’énergie solaire. Les autres effets de l’énergie solaire émise dans ces périodes lointaines n’ont plus aujourd’hui d’impact utilisable.
Au fil des âges, la chimie du carbone a provoqué une concentration énergétique de cette biomasse primitive, avec séquestration d’une part importante du carbone présent dans l’atmosphère. La combustion de ces produits concentrés restitue l’énergie emmagasinée, tout en remettant dans l’atmosphère ce carbone séquestré.
Les énergies renouvelables sont simplement l’utilisation plus ou moins immédiate de l’énergie solaire transmise à notre planète actuellement, avec un complément représenté par l’énergie de la matière restituée par fission ou fusion.

Définition
Ces énergies sont dites renouvelables parce qu’à l’échelle humaine elles sont inépuisables, l’extinction du soleil n’étant pas d’une actualité brûlante !
Diverses modalités techniques permettent la capture et l’utilisation de l’énergie transmise par le soleil :
• le chauffage par rayonnement direct ;
• la transformation de l’énergie hydraulique (à l’issue du cycle : évaporation de l’eau – pluie – gravité) en énergie électrique ou mécanique ;
• la combustion ou la fermentation de la biomasse ;
• la production d’électricité photovoltaïque, éolienne, ou marémotrice.
Ces modalités ont en commun une assez faible concentration, une discontinuité de production, une relative difficulté de stockage, des pertes de transport et de faibles rendements. Dès lors, leur coût est encore élevé, frein à leur développement.
Les décisions gouvernementales incitant à leur généralisation au travers de l’application de la RT 2012 devraient conduire les industriels et les chercheurs à progresser dans les performances des équipements de capture et de transformation du rayonnement solaire.
Cependant, ces sources d’énergie renouvelables ont des atouts considérables, à côté de leur caractère inépuisable. Le principal est leur disponibilité universelle, pour peu que les moyens de stockage et de transformation combinés en garantissent la constance. La biomasse est aisément stockable, comme une partie de l’énergie hydraulique (par les barrages). L’éolien et le photovoltaïque quant à eux se complètent en limitant les effets de leur inconstance de production. Autre atout important, le faible investissement nécessaire à son extraction pour l’une d’entre elles, la biomasse et en particulier le bois. C’est une source d’énergie accessible à la plupart de l’humanité, y compris à faible niveau de vie, capable de se développer sur la majeure partie de la surface du globe.
Orientations politiques
Certains pays ont bien compris l’intérêt d’une gestion rationnelle de cette énergie renouvelable qu’est la biomasse, et en particulier le bois, couplée à un usage matériau dont la demande ne cesse de croître. Si la déforestation sauvage est un signe évident de pauvreté, des plans de reforestation se multiplient à travers le monde, avec simplement parfois des orientations à courte vue que la nature se charge de souligner par quelques évènements climatiques douloureux (monoculture des résineux à croissance rapide mais sensibles au déracinement par exemple, ou prolifération parasitaire liée à la monoplantation végétale). Il n’en reste pas moins que la plantation végétale est l’une des meilleures façons de valoriser l’énergie solaire immédiate.
D’autres moyens de capture de l’énergie solaire sont favorisés selon les régions et l’impact du soleil. Les choix politiques privilégient ainsi l’éolien par-ci, le photovoltaïque par-là, ou encore l’hydraulique et la marée-motricité ailleurs.
Pressions associatives
Si des décisions gouvernementales ont été prises à travers le monde, les pressions exercées par les multiples associations à vocation écologique n’y sont pas étrangères. Mêlant souvent écologie et politique, sans discerner clairement ce qui ressort de la préservation de notre milieu de ce qui est de l’ordre des convictions d’origine génétique ou éducative, elles ont cependant le mérite d’avoir porté sur la place publique une analyse assez pertinente de notre devenir et des risques générés par la course effrénée à la consommation et au matérialisme débridé.
Prise de conscience des gouvernants
La conjonction des informations diffusant par les médias avec la montée en puissance d’une sensibilité écologique a permis l’éclosion de décisions politiques, tant de la part des gouvernements de droite que de gauche. Diverses dispositions issues du Plan Climat ont modifié notre environnement de vie, et par la suite le Grenelle de l’environnement est devenu le fer de lance de cette évolution. Le frein majeur cherchant à contrer en permanence les décisions les plus nécessaires réside dans la pesanteur et l’inertie des professionnels touchés par ces décisions. L’Europe n’est pas étrangère aux évolutions du dernier quart de siècle, par le biais de directives dont la transcription nationale s’impose.
Accords internationaux
Tout le bouillonnement des idées autour de ces thèmes s’est concrétisé lors de grandes négociations, d’autres diront marchandages, pour tenter d’harmoniser les intérêts particuliers avec un début de conscience de l’existence d’un intérêt général universel. L’acte fondateur du protocole de Kyoto est ainsi devenu une référence pour l’action, avec tous les soubresauts, volte-face voire reniements inhérents aux aléas politiques et économiques à travers le monde.

La démarche pour favoriser les énergies renouvelables et la réduction des consommations énergétiques s’est concrétisée en France par diverses dispositions, le Plan Climat en 2004, la loi POPE en juillet 2005, une réglementation thermique en 2006, les lois Grenelle I et II en 2009 et 2010.
À partir de 2006, l’étanchéité à l’air des bâtiments a commencé à faire une timide apparition, que le label BBC Effinergie 2005 a sanctuarisé. Dès qu’une obligation réglementaire apparaît, les conditions sont réunies pour qu’une espérance puisse devenir réalité. Mais en même temps que vaut une réglementation si son application ne peut être garantie ?
Évolutions réglementaires
En thermique du bâtiment, la prise en compte de la perméabilité à l’air pour des valeurs réelles ne pouvait être que secondaire à l’émergence d’entreprises et d’opérateurs de mesure.
Encore fallait-il que ces mesures soient les plus objectives possibles. Conception, réalisation et mesure ne peuvent ressortir des mêmes entités juridiques. La création en 2007 d’un groupe de travail auprès du ministère en charge de la construction, le Club Perméa, sous la direction du ministère en charge de la construction et du Centre d’études techniques de l’équipement de Lyon (CETE), a permis de définir et mettre en œuvre les conditions permettant de garantir l’application des futurs règlements.
Ainsi est apparue une nouvelle profession, celle de mesureur de perméabilité à l’air des bâtiments.
Au-delà des pionniers des années 2006-2007, cette profession dispose depuis 2009 d’une reconnaissance ministérielle secondaire à un cursus de formation et de validation. Cette reconnaissance est indispensable pour effectuer les mesures de certification finale du niveau de perméabilité à l’air des bâtiments candidats au label BBC Effinergie 2005. Pour les permis de construire déposés depuis le 1 er janvier 2013, tous les bâtiments d’habitation et quasi tous les bâtiments d’autre usage sont soumis à l’obligation d’être mesurés par des mesureurs autorisés, sauf si les études thermiques continuent à prendre comme référence des bâtiments passoires (anciennes valeurs par défaut de la RT 2005 pour le non-résidentiel) ou s’ils sont construits dans le cadre de la démarche qualité de l’annexe VII de la RT 2012. Comment les réglementations thermiques antérieures ont-elles pris en compte l’étanchéité à l’air des enveloppes ?
Première réglementation thermique en 1974
L’objet de cette première réglementation thermique était de favoriser l’isolation des constructions pour limiter l’impact de la hausse brutale du prix des énergies fossiles de 1973.
Limitée dans ses ambitions, elle avait le mérite d’inaugurer une série d’évolutions ultérieures vers des économies d’énergie de plus en plus effectives.
Elle ne prenait pas en compte les déperditions thermiques liées à l’inétanchéité à l’air des bâtiments.
Perméabilité à l’air et réglementations thermiques depuis 1974
Curieusement, les diverses réglementations thermiques successives ont pris des orientations où la perméabilité à l’air était grossièrement assimilée à l’isolation, n’en témoignent que les valeurs forfaitaires pour les calculs thermiques et l’absence de contrôle une fois le bâtiment terminé. Les premières mesures étaient effectuées dès 1990 en Allemagne, la méthode ayant été mise au point plus de 10 ans auparavant, mais la France a décidé de les ignorer. Pourtant, laisser un isolant devenir conducteur par la condensation de la vapeur d’eau de l’air qui le traverse est une erreur mais peut aussi être interprété comme une bonne garantie de la pérennité du marché des isolants en rénovation ! À côté d’une volonté discutable d’accepter d’évoluer, il est vrai que la connaissance et la compréhension des inconvénients de la perméabilité étaient encore floues, attesté par le titre du projet de norme ISO de 1996 précurseur de la norme EN 13829 : « Isolation thermique des bâtiments, mesure de perméabilité à l’air, méthode de pressurisation par ventilateur ». Lors de sa publication en 2000, le titre de la norme a remplacé « isolation » par « performance thermique ». La compréhension s’était faite, différenciant isolation et étanchéité dans la notion de performance thermique des enveloppes. Une fois la compréhension établie, encore fallait-il s’engager courageusement dans la voie de la prise en compte de l’étanchéité à l’air comme véritable facteur de consommation énergétique. La réglementation thermique qui a suivi la publication de cette norme, la RT 2005, a ménagé la chèvre et le chou, donnant l’impression de favoriser l’évolution des pratiques tout en laissant la porte grande ouverte au statu quo.
Jusqu’à la réglementation thermique 2000, l’impact énergétique des flux d’air parasite à travers les enveloppes de bâtiments était estimé sous forme d’une petite proportion du volume intérieur renouvelé par heure sous 4 pascals de différentiel de pression, 0,2 à 0,3 volume/heure. Comment concilier un début de compréhension de l’importance de l’étanchéité à l’air dans le niveau de consommation des bâtiments avec le maintien de pratiques traditionnelles a été le défi des rédacteurs de la RT 2005. Pour sortir des valeurs totalement forfaitaires, et sans lien avec la réalité, incluses dans les études thermiques, quand il y en avait, les rédacteurs ont trouvés une miraculeuse échappatoire, le choix entre deux valeurs pour la maîtrise d’œuvre ou le bureau d’études thermiques. Une valeur dite par défaut, avec l’alibi qu’elle pénalisait le calcul thermique, donc obligation de plus d’isolant en compensation mais aucune validation finale, et une valeur dite de référence qui devait apparaître comme « la référence » dans les études, avec en prime une obligation de mesure du niveau d’étanchéité atteint une fois le bâtiment terminé. À choisir entre le confort des anciennes pratiques et le risque de constater un résultat insuffisant, il ne faut pas être devin pour comprendre les choix faits pendant la durée d’application de cette réglementation…
L’évolution vers des valeurs mesurées s’est faite sous l’action conjuguée de l’apparition de mesureurs, des décisions du Collectif Effinergie, d’une meilleure compréhension des réalités physiques et de la diffusion de l’impact énergétique de la perméabilité à l’air des enveloppes bâties. Rappelons que le Collectif Effinergie est l’initiateur de l’obligation de mesure en 2007.
Lien entre études thermiques et réalité de terrain
Le sujet est sensible et épineux. Au contraire d’autres pays européens, la tradition française est assez univoque, surtout sur des projets de petite ou moyenne dimension.
L’architecte propose à son client formes et volumes, avec une estimation financière approchée. Lorsque le maître d’ouvrage a fixé son choix, l’architecte peaufine son travail. Jusqu’à l’avènement du label BBC Effinergie, l’étude thermique était le plus souvent ignorée, quoique obligatoire depuis la RT 2005. Obligatoire sans contrainte.
Même si l’étude thermique était réalisée, l’absence de lien contrôlé entre l’étude et la réalisation effective limitait fortement sa portée.

Tout bascule avec l’arrivée et la diffusion de ce label. Non seulement l’étude thermique devient partie intégrante des critères d’attribution du label, mais encore la réalisation du bâtiment doit correspondre, mesure à l’appui, aux données de l’étude.
Dès lors, la pratique traditionnelle des concepteurs devient un piège redoutable. Combien de bureaux d’études thermiques reçoivent des projets bien définis, voire en cours de réalisation, avec les objectifs de consommation du label, pour découvrir que l’étude relève une consommation supérieure à la base minimale réglementaire ! Adieu label dans nombre de cas, mais quid des engagements contractuels signés avec le maître d’ouvrage ?

Exemple
Dans un exemple récent, label BBC Effinergie 2005 signé, permis accordé (en RT 2012 il n’aurait pas été accordé, avec un Bbio de 124 pour une référence à 91), bâtiment en construction lorsque l’étude thermique est demandée, il ne manque plus que le blanc-seing du thermicien pour déposer le dossier de demande de label. Pour le lieu de la construction, la consommation conventionnelle maximale ne doit pas dépasser 65 kWh/(m 2 .an). Avec les données du projet, le résultat apparaît à 172 kWh/(m 2 .an) !
Il ne reste plus qu’à trouver un arrangement financier avec le maître d’ouvrage pour sauver ce qui peut l’être.
Dans ce cas, il s’agit bien d’une démarche volontaire du maître d’ouvrage souhaitant bénéficier des avantages du label et de charges faibles dans l’usage de son bâtiment. Peut-être un arrangement est-il possible avec le maître d’ouvrage, même si la dévalorisation patrimoniale est garantie dans peu de décennies.
Qu’en est-il avec l’application généralisée de la RT 2012, où la construction terminée peut conclure à un bâtiment non réglementaire ? Il est aisé de comprendre que les contentieux se multiplient, à la défaveur systématique du professionnel qui ne respecte pas ses engagements et ses obligations. Les juges appliquent la loi, et ne se préoccupent pas de savoir si le professionnel contractant maîtrise son sujet ou non.
Cette situation très inconfortable doit déboucher sur de nouvelles pratiques. Si les architectes ont souvent des approches insuffisantes de la thermique du bâtiment, ils doivent prendre conscience que leur intérêt bien compris, et la sécurité qui en découle, est de préparer le projet et ses diverses hypothèses en collaboration étroite avec l’ingénieur thermicien. À l’architecte de définir formes et volumes, au thermicien de valider les hypothèses à mesure que celles-ci éclosent. Une telle collaboration en amont, même avant de proposer le projet au maître d’ouvrage, est gage de sérieux et d’obtention du résultat recherché.
Reste une interrogation d’importance. Toutes les études thermiques sont-elles réalisées par des professionnels qualifiés en mesure d’assumer ce partage de responsabilité avec l’architecte ?
Avec certitude, la réponse est non. L’obligation d’études thermiques systématiques sous RT 2012 est apparue comme une formidable opportunité d’activité pour bon nombre de personnes, et à ce jour aucune preuve de compétence n’est exigée. La thermique du bâtiment est faite de finesse et de compréhension de mécanismes physiques, et pas uniquement de la capacité à faire fonctionner un logiciel.
Si le lien entre étude thermique et performance finale est aisé à comprendre, il manque cependant un élément essentiel dans ce qui doit devenir une trilogie : calcul – réalisation – coût.

Cet élément est la relation entre l’optimisation thermique et l’optimisation économique. Il n’y aura pas d’évolution significative vers des bâtiments très performants sans une analyse fine des choix thermiques au regard de leur impact économique. Depuis l’avènement du label BBC Effinergie 2005, que d’erreurs ont été commises, par ignorance souvent, par mercantilisme quelquefois. Résultat, une défiance assez fréquente vis-à-vis de ce type de bâtiments, défiance confortée par l’assimilation des bâtiments labellisés à ceux vendus « niveau BBC ». Une récente étude d’une association de consommateurs relève un ensemble de doléances d’occupants de ces bâtiments BBC. L’intégralité de ces doléances découle de choix et d’erreurs liés à une connaissance insuffisante des concepteurs et des exécutants quant aux caractéristiques physiques à respecter dans la réalisation de ces bâtiments
Ici l’adage « les promesses n’engagent que ceux qui les écoutent » prend tout son sens. L’opportunité d’améliorer les marges est apparue clairement à certains professionnels, en faisant croire qu’un bâtiment qui serait correctement construit est forcément plus onéreux. Est-ce une reconnaissance implicite d’une qualité douteuse précédemment ? Or, le coût d’une réalisation dépend de très nombreux facteurs, dont la majorité est liée à l’effort intellectuel consenti en conception, et arbitrée par l’ingénieur thermicien en partenariat avec un économiste lui-même orienté vers le meilleur rapport coût-efficacité.
Si l’optimisation thermico-économique a un sens, elle procède aussi d’un apparent paradoxe, celui d’être en première approche une dépense supplémentaire ! C’est pourtant la dépense la plus indispensable, générant bien plus d’économie en réalisation et en usage que de coût initial.
Nos concitoyens sont-ils prêts à changer de mentalité, pour se glorifier d’avoir fortement intellectualisé leur projet plutôt que de se glorifier du superbe équipement qu’ils ont pu financer ?
Le doute existe, l’espoir aussi.
Nous disposons aujourd’hui d’un certain nombre d’exemples confirmant avec certitude que le coût final d’une réalisation dépend fortement des choix retenus, choix imposés par le futur propriétaire ou décidés par le concepteur.
Une bonne compréhension des implications de l’étanchéité à l’air des bâtiments aux différents stades de la construction – conception, réalisation, usage, énergie, maintenance – nécessite de comprendre quelques rudiments indispensables de physique et de thermique.
Pour des raisons historiques et commerciales, l’acte de construire répond surtout aux contraintes réglementaires, aux aspects esthétiques et aux exigences de fonctionnalité du bâtiment plutôt qu’à ses performances thermiques et sa durabilité.
Performance thermique et durabilité sont cependant la base de la valeur patrimoniale du bien.
Si la physique n’est pas appréciée à son juste impact, les conséquences peuvent en être dramatiques, tant pour les intervenants dans l’acte constructif que pour le maître d’ouvrage.
Négliger la puissance de la biodégradation sur des structures sensibles, tels les éléments en bois, peut devenir source de complications sans fin, dont seul le juge peut dénouer les fils dans un jugement toujours délicat.
Les voies de transfert calorifique
Comment parler de thermique du bâtiment sans évoquer immédiatement les voies de déperdition par transfert calorifique ?
L’apport d’énergie dans un espace délimité doit d’abord se comprendre sous la forme d’une nécessité de limiter le renouvellement de cet apport. Pour ce faire, la compréhension des voies de transfert est essentielle.
La conduction
La première d’entre elles est la conduction : transfert d’énergie à travers l’épaisseur d’un matériau par transmission de l’agitation moléculaire d’une face vers l’autre. Cette transmission s’effectue toujours du niveau d’agitation moléculaire le plus élevé vers le niveau le plus faible. Ce postulat donné, comment empêcher ce transfert dans la pratique quotidienne ?
Par l’usage de produits dits isolants. Comment se comportent-ils vis-à-vis de l’agitation moléculaire ?
Le transfert d’énergie est d’autant plus important que les molécules sont plus volumineuses et plus denses. Ainsi, un isolant traditionnel va être composé d’une matière à faible densité moléculaire et de petite masse volumique, disponible en quantité illimitée. Lequel ? L’air.

Mais cet air, emprisonné dans des « squelettes » de diverses compositions, va être immergé dans un environnement constitué… d’air, soumis aux déplacements imposés par les différents éléments moteurs que sont le vent, les différences de pression générées par les systèmes de ventilation mécanique ainsi que le tirage thermique du bâtiment.
Là, éclate le paradoxe des dernières décennies, laisser les isolants en milieu perméable à l’air et ainsi perdre une part non négligeable de leurs qualités isolantes.
Et curieusement se sont les isolants les plus sensibles à cette interaction avec l’environnement qui sont depuis longtemps les plus utilisés en France.
Pour garantir les meilleures performances vis-à-vis des transferts calorifiques par conduction, il est impératif de se prémunir contre les flux convectifs. Le paradoxe n’est qu’apparent, les interactions conduction-convection étant connues des spécialistes depuis longtemps et susceptibles de dégrader les performances des isolants d’une manière plus que substantielle.

Isolation par l’extérieur en panneaux, création d’une cheminée de tirage en air extérieur côté intérieur de l’isolant : quelle performance attendre d’un isolant posé entre air extérieur sur ses deux faces ?
La convection
Si la conduction est prise en compte comme voie de déperdition depuis la première réglementation thermique, les pertes par convection se sont imposées dans le monde du bâtiment avec la publication du label BBC Effinergie en 2007. Et leur prise en compte généralisée est le principal acquis de la RT 2012 à partir de ses dates d’application.
Par définition, nous allons considérer les pertes thermiques par convection comme le déplacement d’un fluide présentant un niveau donné d’agitation moléculaire, c’est-à-dire à une température donnée, vers un espace de niveau d’agitation moléculaire différent, sous l’action d’un différentiel de pression.

L’uniformisation secondaire du niveau d’agitation fait diminuer le niveau de température du fluide de l’un des espaces et proportionnellement augmenter le niveau de température de l’autre.
Dans le bâtiment, le fluide de référence étant l’air de l’atmosphère extérieure, il devient facilement compréhensible qu’en l’absence de barrière efficace au déplacement de l’air intérieur, l’uniformisation se fera vers le niveau thermique de l’air extérieur, en climat chaud comme froid, et ce sans aucun doute au vu des volumes respectifs des deux espaces.
Si les flux entre ces deux milieux sont nécessaires de manière connue et maîtrisée, pour garantir le renouvellement d’air hygiénique par la ventilation, quelles que soient ses modalités, tous les autres flux entre espaces différents sont à éviter car sources de complications. Augmenter d’un degré Celsius la température d’un mètre cube d’air sec consomme 0,33 W. Les flux non maîtrisés pouvant atteindre plusieurs centaines de m 3 /h, et les différentiels de température une trentaine de degrés Celsius voire plus, l’impact énergétique devient conséquent.
Le rayonnement
Source de la vie sur Terre à partir du rayonnement émis par le soleil, ce mode de transfert calorifique assure le transfert thermique par ondes électromagnétiques. Liées aux caractéristiques émissives des matériaux de surface et à leur différentiel thermique vers l’environnement, les ondes électromagnétiques dans les longueurs d’ondes du spectre infrarouge assurent un transfert calorifique important. Et ce d’autant plus qu’elles ont la particularité de se réfléchir sur des structures solides mais aussi liquides et gazeuses.
Si tout le monde connaît la réverbération du soleil à la surface de l’eau, la réalité de la dangerosité des gaz à effet de serre est bien liée à la réflexion du rayonnement solaire dans les couches de l’atmosphère. Cette capacité réflective représente au niveau du bâtiment un piège pour les thermographes autoproclamés, car discerner dans une scène thermique ce qui provient de l’objet observé et ce qui provient du milieu environnant n’est pas toujours évident.
Le changement de phase
Représenté en priorité par l’évaporation, le changement de phase est un élément totalement sousestimé au regard des consommations énergétiques des bâtiments. Si l’évaporation de l’eau en ébullition est familière à tous, l’évaporation à des températures nettement inférieures est un facteur de consommation omniprésent, que ce soit par le séchage du linge ou du bac à douche, par la baisse du niveau d’eau d’un aquarium ou des siphons, par le dessèchement des aliments ou le séchage du sol après lavage.
Mais l’évaporation n’est pas la seule voie de transfert calorifique par changement de phase : la liquéfaction comme la sublimation sont consommatrices d’énergie, et le paradoxe est que nous profitons rarement de la restitution calorifique de la solidification ou de la condensation. Les chaudières à condensation et les isolants à changement de phase sont les seuls exemples industrialisés de reprise énergétique sur ce mode de transfert.

Le bilan énergétique de l’enveloppe
La compréhension des voies de transfert calorifique ouvre des perspectives sur le bilan énergétique de l’enveloppe.
Ce bilan thermique consiste à recenser les pertes et apports d’énergie. L’idéal serait que ces flux se compensent tout en maintenant un confort convenable, afin d’éviter la mise en place d’équipements de chauffage ou de refroidissement. Cet idéal est presque obtenu pour des bâtiments passifs.
Les déperditions nous sont imposées par les déficiences de l’enveloppe, et les apports sont notre contrainte pour les compenser.
Là, les choses sont simples : deux situations sont à envisager, les saisons extrêmes que sont l’hiver et l’été.
En hiver, nous compensons par le chauffage les pertes de diverses origines que nos bâtiments subissent :
• pertes par conduction à partir de matériaux insuffisamment isolants ;
• pertes par convection par mauvaise maîtrise des flux d’air parasite ;
• pertes par rayonnement par sources chaudes mal protégées ;
• pertes par évaporation (séchage du linge, des sols, des équipements de salle d’eau…).
En été, les apports sont importants et notre contrainte est de les éviter ou les limiter :
• apports par conduction par isolation insuffisante et inertie trop faible ;
• apports par convection par une étanchéité à l’air approximative et l’obligation de fonctionnement continu de la ventilation ;
• apports par rayonnement par défaut de protection solaire (masques, vitrages athermiques…) ;
• apports par changement de phase : réfrigérateurs, congélateurs…
Pour maintenir notre confort homéothermique, l’ensemble de ces contraintes doit être considéré et traité à égalité. Il reste du chemin à parcourir (voir encadré).
Dans ce bilan énergétique, quelle est la part réelle de l’inétanchéité à l’air du bâti appréciée de manière quantitative ?
Partons d’une donnée simple : un m 3 d’air sec s’élevant de 1 °C consomme 0,33 Wh. Diverses études allemandes et françaises confirment que le débit d’air parasite au long de l’année représente environ 7 % du débit mesuré sous différentiel de pression de 50 pascals. Ces données nous permettent de préciser la consommation liée aux inétanchéités du bâti.
Soit une maison individuelle de 120 m 2 habitable, de plain-pied, de volume 300 m 3 , dont le taux de renouvellement d’air sous différentiel de 50 pascals serait de 5,6 volumes/heure, correspondant à un bâtiment très habituel.
Comparons-la à une maison identique qui serait au niveau du projet Passivhaus, avec un taux de renouvellement de 0,6 volume/heure. Les débits correspondants sont respectivement 1 680 et 180 m 3 /h, soit 1 500m 3 /h de moins. 7 % de ce débit = 105m 3 /h. Une telle maison située à Strasbourg aurait une saison de chauffe de 232 jours, avec une température extérieure moyenne de 6,5 °C (Météo France).

Pour une référence de température intérieure de 20 °C, le résultat correspond à 232 × 24 × 105 × (20 – 6,5) × 0,33 = 2 605 kWh.
Le bâtiment le plus perméable que nous ayons mesuré avait une surface habitable de 200 m 2 , un volume de 500 m 3 , un taux de renouvellement de 31 volumes/heure (!). Dans la même logique de comparaison, le débit moyen horaire annuel est de 1 085 m 3 /heure et l’excès de consommation 232 × 24 × 1085 × (20 – 6,5) × 0,33 = 26 914 kWh. Avec un chauffage au bois et une consommation de 32 stères par an, plus de la moitié de la dépense chauffage était due à un excès de perméabilité à l’air. Ce bâtiment était rénové depuis deux ans, avec isolation des murs et fenêtres doubles vitrages !
Ces résultats sont éloquents, correspondant à un réel potentiel de diminution de consommation.
La comparaison avec les réductions alléguées de consommation liées à l’augmentation de rendement de tel ou tel équipement à la mode est sans appel. Belle illustration de la vision commerciale plutôt que physique des enveloppes de bâtiment.
Condensation et dégradation du bâti
Si les transferts thermiques ont un impact énergétique majeur, l’un des modes de transfert est particulièrement important par les conséquences qui en découlent : la convection.
L&#