Certaines propriétés des matériaux de construction jouent un rôle décisif dans le confort d’été. Il est donc conseiller de les prendre en compte, dans la conception des bâtiments, tout comme dans les projets de rénovation, en particulier dans les régions les plus chaudes.
Parmi ces propriétés, l’inertie thermique représente la capacité d’une paroi ou d’un plancher à stocker la chaleur et à en différer la restitution. Elle joue un rôle clé dans le confort d’été car elle permet d’atténuer les variations de température à l’intérieur, et de maintenir une température stable, tout au long de la journée.
L’inertie thermique d’un matériau dépend de ses propriétés intrinsèques : sa diffusivité et son effusivité. Ces 2 propriétés sont elles-mêmes liées à 3 facteurs : la masse volumique, la capacité thermique massique et la conductivité thermique du matériau.
1. La conductivité thermique
La conductivité thermique c’est l’énergie qui traverse un m2 d’un matériau sur 1m d’épaisseur lorsqu’il y a 1°C d’écart entre les deux côtés.
Elle caractérise la capacité d’un matériau à transmettre la chaleur.
Elle est indiquée par le lambda et s’exprime en W/m.K.
Plus le lambda est faible, moins le matériau transmettra la chaleur.
2. La masse volumique
La masse volumique appelée aussi densité, est la masse d’un mètre cube d’isolant.
Elle s’exprime sous la forme de kg/m3.
Plus la masse volumique est élevée, plus la chaleur mettra de temps à traverser le matériau.
3. La capacité thermique massique
La capacité thermique massique c’est l’énergie nécessaire pour augmenter d’un degré Celsius, un kilo de ce matériau.
Elle caractérise l’aptitude du matériau à emmagasiner de la chaleur.
Elle s’exprime sous la forme de J/kg.K.
Plus la capacité thermique masse est élevée, plus le matériau est capable de stocker de la chaleur.
Ces 3 indicateurs permettent de calculer l’effusivité et la diffusivité d’un matériau.
L’effusivité
L’effusivité exprime la capacité d’un matériau à échanger de l’énergie avec son environnement. Elle caractérise la capacité d’un matériau à absorber et à stocker de l’énergie.
Elle s’exprime en J.K-1.m-2.s-1/2
Plus l’effusivité est importante, plus l’impact est positif sur le confort d’été.
La diffusivité
La diffusivité quant à elle, exprime la vitesse à laquelle la chaleur se diffuse dans un matériau. Elle caractérise la capacité d’un matériau à transmettre rapidement de la chaleur.
Elle s’exprime en m2/s.
Plus la diffusivité est faible, plus l’impact est positif sur le confort d’été.
C’est l’articulation entre ces caractéristiques et la conception du bâtiment qui aura un impact sur le confort d’été.
En matière de confort d’été, il est indispensable de considérer plusieurs facteurs dans le choix des matériaux isolants. Le critère ne peut se limiter à la conductivité thermique, appelée lambda.
Pour l’isolation des murs, les principes constructifs français favorisent les parois denses grâce aux matériaux tels que le parpaing, le béton et la brique. La température intérieure des murs est généralement proche de la température ambiante.
En revanche, les toitures françaises dont la couverture et la charpente sont les seuls éléments de l’enveloppe extérieure, utilisent principalement des matériaux ayant peu d’inertie thermique (tuiles, ardoises). La chaleur pénètre directement dans les combles où la température intérieure peut alors atteindre le double celle à l’extérieur. Cette chaleur rayonne directement sur le plancher des combles perdus (le plafond de la maison) et réchauffe ainsi cette paroi (en augmentant de fait la température ressentie).
Dans cette configuration, seul l’isolant peut apporter cette inertie thermique et faire bouclier contre la chaleur accumulée dans les combles. Le choix de l’isolant est donc primordial, et doit être suffisamment performant pour garantir un confort en hiver et en été.
