Rénovation énergétique: étude de 3 variantes pour l’isolation des façades

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Vous souhaitez obtenir  une évaluation objective de l’état énergétique et de l’efficacité de votre bâtiment. Nous pouvons réaliser une étude énergétique et une simulation de différentes variantes. Découvrez dans cette article l’étude énergétique d’un bâtiment de trois niveaux construit dans les années 1960 à Pully.

L’étude énergétique du bâtiment consiste ici à l’analyse de l’état existant et à l’élaboration de trois variantes d’intervention au niveau de l’isolation des façades.

Cadre légal

Conformément à la loi sur l’énergie en vigueur dans le canton de Vaud et au règlement sur son application, la rénovation de ce bâtiment devra satisfaire les exigences sur la performance thermique de l’enveloppe. Si les travaux envisagés vont au-delà de simples travaux d’entretien, tel que le rafraîchissement de la peinture et des réparations mineurs, il faut considérer les travaux comme une transformation.

Deux méthodes de calculs sont possibles pour les transformations et les changements d’affectation, soit l’évaluation de la performance globale ou l’évaluation de la performance ponctuelle des éléments existants, nouveaux et transformés. Dans le cas présent, puisque que les travaux d’assainissement envisagés ne concernent pas l’ensemble des éléments de l’enveloppe, le justificatif par l’évaluation de la performance ponctuelle des composantes s’avère plus pertinent.

Valeurs limites et valeurs cibles des coefficients de transmission thermique pour éléments plans touchés par une transformation ou un changement d’affectation, pour une température ambiante de 20°C:

Selon ce tableau:

Composition des éléments

L’analyse porte sur l’ensemble des élements de contruction.

Détail de composition du mur de façade:

Pour connaitre précisément toutes les composantes de construction des sondages seraient nécessaires.

Constats

Les quatre façades principales sont orientées à environ 30° de l’axe nord-sud. La façade sud-ouest est la plus fenêtrée et comprends des balcons en niches. La plupart des fenêtres sont équipées de stores à rouleaux avec lamelles métalliques.

Lors de la visite sur place, il a été constaté  que l’enduit extérieur de la façade est particulièrement endommagé.

Des fissures et des craquelures ont été vues de manière générale, sur l’ensemble des façades, surtout à proximité des têtes de dalle, des linteaux et des tablettes de fenêtres.

Certaines zones où la peinture et l’enduit se détachent par morceaux ont aussi été observées. Selon les informations fournies par le propriétaire, une 2e couche (années 80) aurait pu être faite avec un produit inadapté à l’application.

Analyse de l’état existant

Après avoir effectué l’étude de la composition des éléments ainsi que le constat et les métrés sur place et selon les plans, nous pouvons établir une analyse des perfomances thermiques de l’enveloppe existante.

Surfaces et coefficient U des façades existantes:

surface brute (m2) surface nette (m2) Coefficient U (W/m2K)
Façade NE ~252 ~189 0,557
Façade NO ~134 ~85 0,557
Façade SE ~134 ~90 0,557
Façade SO ~252 ~104 0,557

Le coefficient « U » indique la quantité de chaleur qui passe en une seconde à travers une surface de 1m2 lorsqu’il y a une différence de température de 1°C entre l’intérieur et l’extérieur. Le coefficient U pour ce bâtiment est élevé. La valeur moyenne du coefficient U des façades représente en effet plus du double de la valeur limite conforme à la norme, qui est de 0,25 W/m2K.

Le bilan thermique de la performance globale est obtenu en analysant les composantes du bâtiment en fonction de leurs caractéristiques et de leur orientation, ce qui détermine les apports et les pertes thermiques et met en évidence les besoins totaux en chauffage.

Selon le bilan thermique, les besoins de chaleur pour le chauffage du bâtiment sont d’environ 105’000 kWh, la valeur limite SIA380/1 étant de 43’760 kWh. Cela indique que la proportion de pertes thermiques par rapport aux gains est trop élevée. Les pertes thermiques se situent principalement au niveau des fenêtres et des parois qui représentent à elles seules plus de 60% du total. Les besoins de chaleur excèdent de 2,4 x la valeur limite permise par SIA 380/1. On peut donc en conclure que tout scénario d’optimisation de la performance thermique du bâtiment devrait passer par l’amélioration de ces composantes.

Subventions

Des subventions sont disponibles en Suisse et dans la plupart des cantons pour les projets d’assainissement d’enveloppe via le « Programme Bâtiments ». Dans le cas des murs et des toits, la subvention peut atteindre jusqu’à 70.-/m2 de surface isolée, à conditions de respecter un coefficient de transmission thermique de 0,20 W/m2K, c’est-à-dire le scénario de la variante 1. Dans le cas d’un assainissement à coefficient U total de 0,15 W/m2K, une subvention supplémentaire est aussi disponible de la part du canton de Vaud. Un outil d’aide au calcul des subventions est disponible sur le site www.leprogrammebatiments.ch.

Scénarios d’assainissement

Les analyses précédentes démontrent la performance thermique faible de l’enveloppe du bâtiment existant et le non-respect des valeurs limites ponctuelles des composantes et globales du bâtiment selon la norme SIA 380/1. En tenant compte de ce fait, cette partie présente des solutions spécifiques pour l’assainissement des façades. Les travaux ne concernent que les façades, le respect des valeurs-limites ponctuelles s’applique. Le bilan thermique global permet tout de même de voir les économies possibles. Les scénarios suivants proposent l’utilisation d’un isolant de type PIR, en mousse de polyuréthane, qui offre des valeurs d’isolation très élevées (transmission thermique faible), ce qui permet de réduire au maximum l’épaisseur de la construction ajoutée.

Le scénario de base consiste en l’ajout minimal d’isolant thermique pour le respect des valeurs limites ponctuelles SIA (0,25 W/m2K).

Le bilan thermique du bâtiment établi à partir de cette nouvelle composition permet de constater une amélioration du total des besoins en chauffage. On note une économie d’environ 11’100 kWh par année, ce qui équivaut à environ 1’110 L de mazout annuellement. On remarque également sur le même bilan que le pourcentage des pertes thermiques provenant des parois a sensiblement diminué.

La variante 1 consiste en l’ajout d’isolant thermique permettant d’atteindre un coefficient de transmission thermique inférieur à la valeur limite exigée par la norme SIA .

Le bilan thermique du bâtiment établi à partir de cette nouvelle composition permet de constater une nette amélioration du total des besoins en chauffage. On note une économie d’environ 12’800 kWh par année, ce qui équivaut à environ 1’280 L de mazout par année. Le pourcentage de pertes thermiques provenant des parois passe aussi de 30% dans la situation existante à environ 23%.

La variante 2 consiste en l’ajout d’isolant permettant d’atteindre un coefficient de transmission thermique respectant les valeurs cibles de la norme SIA 380/1 2009.

Le bilan thermique du bâtiment établi à partir de cette composition optimisée en fonction des valeurs cibles de la norme SIA permet de constater une économie d’environ 14’500 kWh par année en besoin de chauffage, équivalant à environ 1’450 L de mazout annuellement. Le pourcentage des pertes thermiques provenant des parois s’abaisse à 22% et les valeurs cibles des coefficients de transmission thermique sont atteintes.

Conclusion

De manière générale, les bilans thermiques de chacune des hypothèses montrent que malgré que les valeurs limites ponctuelles soient respectées dans les 2 premiers scénarios, les valeurs limites globales ne sont toujours pas atteintes. La variante 2 respecte même la valeur ponctuelle cible SIA (0,15 W/m2K) sans que le bâtiment puisse atteindre les valeurs limites globales. Ce constat permet de penser que d’autres composantes de l’enveloppe ont une mauvaise performance énergétique. Les fenêtres constituent, en outre, une source de pertes thermiques représentant ~37 à ~40% selon le scénario. Une amélioration de cette composante pourrait aussi être envisagée dans l’objectif d’une bonne performance thermique globale du bâtiment.

Les coûts de travaux à prévoir varient en fonction de l’intervention et de l’épaisseur d’isolant à ajouter. L’estimation faite de la construction des avant-toits nous permet de penser que pour le scénario de base (atteinte des valeurs limites légales), la réfection de celui-ci n’est pas nécessaire. Ce serait néanmoins le cas pour les scénarios suivants (variantes 1 et 2 / non-inclus dans les simulations).

Nous réalisons égalemment les certificats CECB.

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