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Université Constantine 3
Faculté d’architecture et d’urbanisme
Département d’architecture
Thème :
Isolation thermique , acoustique et
l’étanchéité
Année Universitaire:
2015/2016
Master 01 Réhabilitation du patrimoine architectural
Encadré par:
Mme Azaza
Plan de travail:
Chapitre 01: Généralités
Chapitre 02: Isolation thermique
Introduction
Qu'est-ce qu’une Isolation?
Historique
L’isolation dans le bâtiment
II-1-Définition
II-2- Les Notions de conductivité
et de résistance thermique
II-3-Notions de confort thermique
II-4-Les différentes méthodes
de l’isolation thermique
II-5-L’isolant
II-6-Les différentes techniques d'isolation thermique
III-1-Définitions
III-2-Comment assurer un confort acoustique ??
III-3-les techniques d'isolation acoustique
III-4-Les matériaux isolants
Chapitre 04: L’étanchéité
Chapitre 03: Isolation acoustique
V-1-Définition de l’étanchéité
V-2-Rôles et fonctions de l’étanchéité
V-3-Produits d’étanchéité
V-4-Choix d’un système
d’étanchéité
V-5 Les différents constituants
d’un système d’étanchéité
V-6 différents types d’étanchéité
Conclusion
Chapitre 01: Généralités
Introduction:
Lors de la conception des bâtiments l’architecture est conduit à
effectuer des choix, qui finalement, vont aboutir à une forme dont le
dessin et la description vont être de plus en plus détailles, et dont la
justification peut se trouver dans les types d’ambiances intérieurs
souhaitées afin de pouvoir rapprocher au maximum les occupants
des conditions de confort. Sous notre climat, les variations
d’ensoleillements, vent et température demandent de mettre en
œuvre diverses stratégies adaptées aux différentes saisons . La mise
en évidence de l’influence d’un élément sur l’autre ne peut se faire
sans développer un minimum de connaissances des phénomènes
relatifs aux exigences humaines en matière de confort thermique et
phonique .
Qu'est-ce qu’une Isolation?
-L’isolation est l’ensemble des procédés mis en œuvre pour empêcher le bruit
de pénétrer dans un milieu clos ou d'en sortir ou pour réduire les échanges
thermiques entre une enceinte, l'intérieur d'un bâtiment, etc., et le milieu
extérieur (isolation thermique) ; fait d'être ainsi isolé.
-Ensemble des matériaux utilisés pour isoler un dispositif électrique.
-Mécanisme psychique de défense qui consiste à rompre les liens associatifs
existant entre une représentation et son affect et qui peut persister à l'état isolé
dans la conscience.
Avant les années 50, l’isolation dans l’habitat était pratiquement
inexistante. On chauffait sans regarder à la dépense.
1973: Premier choc pétrolier d’où préoccupation d’économiser l’énergie
1974: Création du coefficient G pour évaluer les déperditions
1976: Première réglementation pour le secteur non résidentiel
1980: Lancement du premier label «haute isolation»
1982: Mise en place du coefficient B (B comme Besoin de chauffage)
1983: Lancement des labels haute performance énergétique et solaire
1988: Renforcement de la réglementation pour le secteur non résidentiel
L’historique:
L’isolation dans le bâtiment:
Définition:
Dans la construction, l'isolation consiste à protéger contre le bruit et la
chaleur. On parle d'isolation thermique et d'isolation phonique. L'isolation
d'une maison peut se faire de deux façons : isolation intérieure et isolation
extérieur.
Parmi les isolations :
I- L’isolation thermique
II- L’isolation acoustique
III- L’étanchéité
Les Avantages Les inconvénients
Augmentation de la performance thermique
globale du bâtiment
Augmente le coefficient d’occupation au sol
sur le terrain
Pas de réduction de la surface habitable ni de
décoration à refaire
Modifie l’aspect global du bâtiment (façades,
toiture et ouvertures)
Réduction significative des consommations de
chauffage
Le pont thermique entre les combles et la
façade reste malgré tout très important
Modernisation de l’aspect des façades Ne peut pas être appliqué sur tous les
bâtiments
Pas d’obligation de quitter le bâtiment
pendant les travaux
Le coût au m² est très variable selon le type
de projet
Limitation des ponts thermiques structurels
Le tableau des isolants:
Nom de la famille Nom Description Avantages Inconvénients
Les laines
minérales
La laine verre Elle se présente
sous forme de
rouleaux ou de
panneaux. Elle
est utilisée pour
l'isolation des
combles, des
cloisons, des
bardages et des
planchers
très bonne isolation
thermique et acoustique
perméable à la vapeur
d'eau
l'un des isolants les
moins chers du marché
les rouleaux de laine se
tassent dans le temps et
peuvent perdre, au bout de
quelques années, la moitié de
leur épaisseur, surtout en
isolation de combles
ses performances thermiques
sont fortement diminuées par
l'humidité
Laine de roche Elle se présente
sous la forme de
rouleaux ou de
panneaux et est
utilisée pour
l'isolation des
combles, des
cloisons, des
bardages et des
planchers.
très bonne qualité
d'isolations thermiques
et acoustiques (meilleur
isolant phonique que la
laine de verre) ;
perméable à la vapeur
d'eau ;
l'un des isolants les
moins chers du marché ;
bon
comportement au feu.
les rouleaux de laine se
tassent dans le temps et
peuvent perdre, au bout de
quelques années, la moitié de
leur épaisseur, surtout en
isolation de combles
ses performances thermiques
sont fortement diminuées par
l'humidité
la laine de roche contient des
fibres respirables très irritantes
pour le bricoleur qui est amené
à les manipuler.
Les laines
minérales
Perlite expansée La perlite
expansée se
présente sous
forme de
granulés ou de
panneaux et est
surtout utilisée
pour l'isolation
des toitures-
terrasses.
bonne résistance
thermique
produit écologique
ininflammable
insensible à la vermine
et aux rongeurs
à mesure que les granulés
absorbent l'humidité, ils se
sédimentent et peuvent
perdre leur pouvoir isolant -
doit souvent être utilisée en
association avec d'autres
matériaux isolants.
Isolants en
plastiques
alvéolaires
(polystyrènes)
Polystyrène
expansé
Le polystyrène
expansé est
principalement
utilisé en
panneaux
d'isolation
intérieure et en
vrac pour les
bétons allégés.
bonne capacité
d'isolation
perméabilité à la vapeur
d'eau
matériau très léger
résistance mécanique
élevée
facile à travailler
économique.
isolation
acoustique médiocre
longévité faible
mode de fabrication polluant
dégagement de gaz toxiques
en cas d'incendie.
Polystyrène
extrudé
De meilleure
qualité que le
polystyrène
expansé, il se
présente sous la
forme
de panneaux et
est
principalement
utilisé en isolation
de chapes et en
isolation
extérieure.
meilleure performance
d'isolation que le
polystyrène expansé
plus résistant à la
compression et à
l'humidité que le
polystyrène expansé
matériau très léger
résistance mécanique
élevée
facile à travailler.
isolation
acoustique médiocre
plus cher que le polystyrène
expansé
mode de fabrication polluant
dégagement de gaz toxiques
en cas d'incendie.
Isolants en
plastiques
alvéolaires
(polystyrènes)
Laine de bois Présentée sous
forme de
rouleaux, de
panneaux ou en
vrac, la
laine de bois se
place comme un
isolant très
performant
s'adaptant à
tous les
supports.
Performant au plan
thermique, perméable à
la diffusion de vapeur
d'eau, sain et inoffensif
pour ceux qui l'installe,
recyclable, cet isolant
se distingue également
par sa longue durée de
vie.
Seuls bémols : le coût
encore élevé de ce type de
matériau ainsi que sa forte
densité (il faut donc vérifier
que la structure peut
supporter la charge).
Chanvre Enfin, on peut
également citer
le chanvre,
matière
première
renouvelable
très écologique.
Il se révèle un
isolant
thermique et
phonique.
Il montre de plus une
très bonne résistance à
l'humidité et est un
répulsif pour les
rongeurs.
Vrai rempart contre le
feu, c'est un matériau
très léger et très facile
à poser
Il revient 4 fois plus cher
que la laine de verre ou la
laine de roche. Autre
inconvénient : sa
texture très rêche qui rend
difficile la recoupe des
rouleaux et des panneaux.
Autres…
Béton cellulaire Le béton cellulaire est
fabrique a partir de sable,
de chaux, de ciment
et d’un agent d'expansion
(poudre d'aluminium) qui
fait lever la pate : de
matériau ses qualités
d'isolation
et d'inertie thermique.
Nombreuses cellules d'air
se forment alors, donnant
au matériau ses qualités
d'isolation et d'inertie
- bon isolant
thermique
- bon régulateur
d'humidité
- facile a poser
- très léger a
manipuler
- isolation phonique
insuffisante
- faible inertie
thermique (l’inertie
thermique d’un bâtiment
est sa capacité a stocker
de la chaleur dans ses
murs, ses planchers, etc.
Plus l’inertie d’un
bâtiment est forte, plus il
se réchauffe et se refroidit
lentement)
Chapitre 02: Isolation thermique
II-L ’isolation thermique:
II-1-Définitions:
 L’isolation thermique correspond à un assortiment de techniques visant à
éviter au maximum les mouvements de chaleur entre deux milieux, afin
d’optimiser les dépenses énergétiques.
 l’isolation thermique vise à empêcher les transferts de chaleur entre un milieu
chaud et un milieu froid.
 L’isolation thermique vise à conserver la chaleur (ou la fraicheur) à l’intérieur
des espaces de vie: L’hiver, elle empêche la chaleur de s ’évacuer des
logements chauffés l’été , elle l’empêche de pénétrer à l’intérieur. Une bonne
isolation augmente donc le confort ,l’hiver comme été, et permet de faire des
économies importantes de chauffage ou de climatisation.
II-2- Les Notions de conductivité et de résistance thermique :
1.La conduction thermique: c’est le coefficient λ exprimé en (W/m .°c ): plus il
est élevé plus le matériau transmet la chaleur .
2.La résistance thermique: c’est une valeur donnée au matériau de
construction en fonction de leur capacité à s’opposer aux échanges de
chaleur .
II-2- Les Notions de conductivité et de résistance thermique :
3.L’absorption: Lorsque un matériau est exposé au soleil , il absorbe une partie
et en réfléchie une autre p de plus les surfaces sont claires ,plus l’absorption
sera faible.
4.l’inertie: Lorsque un flux de chaleur travers une paroi il se transmet sur la
face opposée avec un retard et un affaiblissement .
II-3-Notions de confort thermique:
II-3-1-Le confort thermique:
a/ Le confort thermique résulte de la conception architecturale:
 Dans les pays chauds il faut minimiser les transmissions calorifiques, les apports
solaires directes, bien orienter le bâtiment et profitera au maximum du
refroidissement nocturne.
 Dans les pays froids il faut minimiser les déperditions optimiser les apports
solaires le chauffage est nécessaire dans ces pays .
L'orientation d’un bâtiment
joue un rôle très important
sur le confort de
l’occupant.
Le confort thermique est défini comme un état de satisfaction vis-à-vis de
l’environnement thermique. Il est déterminé par l’équilibre dynamique établi par
échange thermique entre le corps et son environnement.
Ce qu’il faut éviter dans la
construction est le transfert
calorifique , c’est à dire le
transfert chaud-froid qui se fait
toujours du chaud au froid .
L’absorption calorifique se fait
au niveaux de toitures , murs,
sols , fenêtres et portes, mais
les plus importantes se font au
niveau des murs et de la
toiture.
b/ Les conditions à remplir:
Pour une bonne température ambiante (entre 18 et 21°c) il faut :
-Une bonne régulation; répartir la chaleur ou la fraicheur dans l’ensemble de la mai
-Un renouvellement d’air.
- Une humidité suffisante.
Le renouvellement de Lair doit avoir un niveau minimum
correspondant à une norme qui précise que l ’air doit pouvoir
circuler librement des pièces principales vers les pièces de
services . Le principe de la base est d’avoir des entrées d’air
dans toutes les pièces principales et des sorties d’air dans toutes
les pièces de service .
II-4-Les différentes méthodes de l’isolation thermique :
II-4-1-L’isolation par l’extérieur:
Une partie de la chaleur rayonnante est absorbée par le mur.
Faible
déperdition
Isolant
(extérieur)
Mur
(intérieur)
Restitution
Chaleur
II-4-2-L’isolation par l’intérieur:
Elle permet un réchauffement rapide des locaux.
Chaleur
Isolant
(extérieur)
Mur
(intérieur)
...............................Déperdition
II-4-3-L’isolation sans éléments rapportés:
Le mur de structure est constitué d'un matériau isolant.
Chaleur
ExtérieurIntérieur
.......................................Déperdition
II-5-L’isolant :
Qu’est-ce qu’un isolant?
Les types d’isolants thermique:
• Les isolants minéraux: Laine de verre ou de
roche…
• Les isolants synthétiques: Les polystyrènes
expansés et extrudés…
• Les isolants naturels: La ouate...
Isolant thermique:
Un isolant thermique est un matériau qui permet d’empêcher la chaleur ou le
froid de s ’échapper d’une enceinte close. Son contraire est un conducteur
thermique.
-Un isolant est un matériau qui limite les échanges d'énergie entre deux systèmes
II-6-Les différentes techniques d'isolation thermique:II-6-1-Isolation des murs:
a) L'isolation par l'intérieur:
Cette technique, utilisée dans la plupart des constructions permet d'isoler
sans modifier l'aspect extérieur du bâtiment mais impose de travailler à
l’intérieur et tendent à réduire la surface habitable. L’ajout d’épaisseur doit
tenir compte de l’ouverture des fenêtres, des prises et autres canalisations.
b) L'isolation par extérieur:
Cette technique plus onéreuse que celle par l'intérieur, permet de supprimer la
plupart des ponts thermiques et ne réduit pas la surface habitable. Elle est plus
performante que celle par l'intérieur et protège les murs des variations
thermiques.
II-6-2-Isolation des fenêtres :
Elle est essentielle. La qualité isolante d’une fenêtre dépend du vitrage, de la
menuiserie et de sa pause. Les types de châssis sont nombreux : bois, métal,
synthétique ou composite. L’important est de choisir un châssis et un vitrage
très performants car la fenêtre constitue un point faible dans l’enveloppe
isolante d’un bâtiment.
II-6-3-Isolation des toitures:
En toiture à versants, l’isolation est placée sur ou dans la charpente. Selon la
situation, des panneaux ou matelas isolants sont utilisés. En toiture plate,
l’isolant est posé au-dessus du support.
II-6-4-Isolation du plancher:
L’isolant est posé sous ou sur le support selon diverses méthodes : panneaux
isolants fixés, collés ou déposés ; isolant en vrac ; matelas isolant dans
plancher en bois ; isolant insufflé…
 Les ponts thermique:
Les ponts thermiques sont les déperditions provoquées par des liaisons
d’éléments constructifs entre eux (dalle, mur, menuiserie, poutres…). Ces pertes
de chaleur (ou de fraîcheur en été) s’ajoutent aux déperditions dites surfaciques.
-Exemple d’isolation des ponts thermique:
1
2
3
Synthèse :
L’isolation thermique est la première étape dans une démarche d’utilisation
rationnelle de l’énergie. Si le bâtiment n’est pas isolé, il n'est pas prioritaire
d’envisager un quelconque projet de chauffage.
Chapitre 03: Isolation acoustique
III-L ’isolation acoustique :
III-1-Définitions:
III-1-1-définition de l’acoustique:
C’est un domaine de la physique qui étudie le
son, donc tout phénomène sonore, elle fait
appel aux phénomènes ondulatoires et à la
mécanique vibratoire.
C’est l'étude des phénomènes qui
impressionnent le sens de l'ouïe et que l'on
appelle "bruits" ou "sons" .
III-1-2-définition du son :
Le son est une sensation auditive due à une
vibration acoustique
Le son est une vibration acoustique qui se
propage dans l’air ou milieu liquide ou solide
III-1-2-1-Caractéristiques du son :
• La fréquence La fréquence
s’exprime en Hertz(Hz) et représente
le nombre de vibrations par seconde
de la pression acoustique.
•L’intensité
•La propagation
•La vitesse de propagation
III-1-3- Le bruit :
• Le bruit est définis comme un ensemble
de sons(son complexe)
• Le bruit peut nuire aux individus en
perturbant le sommeil, en créant des
pertes de productivité et en affectant la
santé et la sécurité.
• Le son est caractérisé par son niveau
(fort ou faible) et sa fréquence(grave ou
aigue)
III-1-3-1- Les sources de bruit :
 Bruit extérieur :
- Tout type de trafic :
Routier (bruit de roulement, moteurs,…)
Ferroviaire (bruit de roulement, aérodynamique,…)
Aérien
- Discothèque, chantier, …
-Voix, cris d’enfants, …
 Bruit intérieur :
- Voix, TV, musique (bruits aériens)
- Bruits de pas, chute d’objets, vibrations,…(bruits d’impact)
Synthèse :
L’acoustique architecturale étudie la transmission du son à l’intérieur du
bâtiment afin de bien entendre les sons et se protéger des bruits gênants
III-2-Comment assurer un confort acoustique ??
-créer un paysage
Sonore par les
dispositions spatiales
(distribution,
éloignement et
proximité, …)
- la géométrie des lieux
- la nature des
matériaux et les
textures.
III-3-les techniques d'isolation acoustique:
III-3-1- Les bruits extérieurs :
Avant de recourir aux différents
concepts, il est primordial de s’en tenir
a quelques règles de bon sens en
urbanisme et en architecture:
L’éloignement des voies
mécaniques.
Entourer le bâti en végétations qui
jouent le rôle des écrans absorbants.
Avoir une bonne disposition interne :
séparer les espaces nécessitant le
calme des sources de bruit (
ascenseurs, vides ordures,
canalisations…)
Les fenêtres sont les principaux
points d’entrée de bruit dans le
logement utiliser le double
vitrage
Emplacement d’un bâtiment
dans un endroit calme ; rural
par exemple moins de
bruit. (Faible nuisance) Mauvais exemple et choix de
l’emplacement du bâtiment
Une rangé d’arbres (boisement) ne suffit pas pour diminuer
le bruit, mais plusieurs rangées ont un affaiblissement plus
important de 3 à 4db.
III-3-2- Les bruits intérieurs:
Les bruits d’intérieur sont différents
selon leur nature. On note:
Conduction aérienne:
représente l’ensemble des sons
aériens, par exemple cris et éclats de
voix en provenance des couloirs,
cages d’escaliers, vestiaires, etc.
 Conduction d’impact:
rassemble les bruits de chocs, par
exemple bruits de pas, claquements
de portes, etc.
Synthèse :
La correction acoustique du bruit intérieur concerne :
Les murs, les planchers et les sols
• Les bruits intérieurs entre les pièces de la maison(les sons aériens): il s'agit
ici d'isoler les murs et les cloisons.
•Les bruits de chocs et d'impacts d'un étage à l'autre (bruit de pas, objet qui
tombe) : il faut isoler les sols.
Chapitre 04: L’étanchéité
IV- L'étanchéité :
IV-2-Rôles et fonctions de l’étanchéité:
■ Pérennité des ouvrages
(La protéger durablement)
■ Protection du contenu intérieur du
bâtiment
■ Maintien du contenu
Il s’agit ici d’empêcher le contenu (liquide) de
traverser les parois
IV-1-Définition l’étanchéité:
Protection des montres contre les poussières,
l'humidité, l'eau au niveau de la boîte.
L'étanchéité est le résultat de l'interdiction d'un
passage. Ce terme général peut être compris dans
de nombreux domaines.
IV-3-Produits d’étanchéité :
•Asphalte :
Il est appliqués par coulage
à chaud, sans nécessité de compactage
•Bitumes :
Étanchéités à base de bitume sont en général
réalisées en collant sur chantier, à l’aide de bitume
chaud (appelé enduit d’application à chaud ou EAC
• granulat :
qu'on appelle aussi agrégat, est un fragment
de roche, d'une taille inférieure à 125 mm,
destiné à entrer dans la composition des
matériaux destinés à la fabrication d'ouvrages
de travaux publics, de génie civil et
de bâtiment.
•polymères
(étymologie : du grec polus, plusieurs,
et meros, partie) constituent une classe
de matériaux. D'un point de vue chimique, un
polymère est une macromolécule1 (molécule
constituée de la répétition de
nombreuses sous-unités).
IV-4-Choix d’un système d’étanchéité:
Ce choix est un choix multicritère qui s’opérera en étudiant, dans l’ordre donné,
les paramètres suivants :
IV-4-1 destination de la toiture :
accessible (au trafic piétonnier,
lourd...), inaccessible, terrasse-jardin.
IV-4-2 nature de l’élément porteur
(béton, acier, bois)
IV-4-3 types de travaux :
neuf ou réfection.
IV-4-4 avec ou sans isolant : nature
de l’isolant, isolation sous étanchéité
ou inversée.
IV-4-5 pente du support :
— toitures-terrasses (pente < 5 %),
— toitures en pente (5 à 100 %) ;
IV-4-6 climat : vent, neige,
durabilité exigée.
IV-4-7 type de mise en œuvre :
collé ou soudé ou fixé mécaniquement.
IV-4-8 mode de liaison au support : indépendante, semi-indépendante ou
adhérente.
— un élément porteur (du béton pour
les toitures-terrasses, ou des
panneaux de bois pour les toitures
en pente , ou des bacs en acier )
— un écran d’indépendance
désolidarise
l’étanchéité de l’élément porteur
— un isolant thermique
( polystyrène expansé, mousse de
polyuréthane ou autre)
un pare-vapeur qui empêche l’eau
de venir se condenserà l’intérieur
de l’isolant
— le revêtement d’étanchéité ou
membrane
— une protection rapportée, dure
(dalles rigides, par exemple en béton)
ou meuble (par exemple gravillons)
— une autoprotection en relevés.
IV-5 Les différents constituants d’un système d’étanchéité :
III-6 différents types d’étanchéité :
III-6-1 toitures-terrasses :
III-6-1-1 Toiture-terrasse inaccessible
La composition d’un complexe d’étanchéité type peut être
présentée comme suit :
Support béton (dalle béton de la toiture terrasse)
Pare-vapeur avec équerres de renfort dépassant de 6 cm des
panneaux d’isolant.
Isolant
Étanchéité bicouche soit auto protégée (dernière couche en
membrane bitumeuse ardoisée), soit recouverte d’une protection
lourde
Relevés d’étanchéité composés d’équerres de renfort en
première couche et de membrane renforcée armée en deuxième
couche
(soit en finition aluminium, soit en finition auto protégée ardoisée).
III-6-1-2 Toiture-terrasse accessible
piétons
Elles demandent une protection solide et
élevée du matériau d’étanchéité et de
l’isolant thermique
Ce système d'étanchéité efficace autorise sans
problème la pose d'un carrelage
III-6-1-3 Terrasses végétalisées :
Un des éléments fondamentaux de la toiture
est l’élément porteur (dalle béton, bac acier,
panneaux bois,…) qui suivant sa nature et sa
définition technique, est à même de supporter
des charges et des emplois différents.
Un revêtement d’étanchéité, résistant à la
pénétration racinaire, est indispensable à
un fonctionnement durable de l’ensemble.
Une isolation thermique, généralement placée
sous le revêtement d’étanchéité, complète la
technique de toiture.
Lors de la mise en œuvre, il faut particulièrement
soigner la fonction de drainage pour limiter les
excès d’eau nuisibles aux plantes et éviter des
surcharges d’eau ponctuelles.
IV-6-2 Etanchéisation des Soubassements et fondations :
- Creuser ± 1m de profondeur autour de la maison.
- Fixer sur les fondations des panneaux isolants.
- Couler 1 socle de béton au fond de la tranchée.
- Poser un drain.
- Combler la tranchée avec un ensemble drainant.
IV-6-3 L’étanchéité des murs:
 Il faut les protéger par un enduit extérieur qui sera renforcé au niveau du
soubassement.
 Il conviendra choisir un enduit de plâtre, ciment ou de terre qui laisse une certaine
humidité transité librement dans la maçonnerie.
IV-6-4 Étanchéité de parties émergentes : souches de cheminées, sheds, bouches
d’aération... :
Système de
calfeutrage Il existe différentes possibilités :
— utilisation de mastics
élastomères comme les
polyuréthannes ;
— bandes d’étanchéité
autocollante à base de bitume
+ caoutchouc
Ces matériau sont posés aux
différents joints
Leur prisent se fait par collage ou
par chauffage
Utilisation de bandes adhésives (Doc.
Guttaterna)²
Conclusion
Le confort a une forte influence sur la vie au
quotidien .Pour procurer ce confort, il faut traiter
deux phase importante: correction et isolation. Les
travaux d’isolation peuvent donner droit a des
aides financières accessibles aux propriétaires, qui
permettent d’alléger sensiblement les dépenses.

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  • 1. Université Constantine 3 Faculté d’architecture et d’urbanisme Département d’architecture Thème : Isolation thermique , acoustique et l’étanchéité Année Universitaire: 2015/2016 Master 01 Réhabilitation du patrimoine architectural Encadré par: Mme Azaza
  • 2. Plan de travail: Chapitre 01: Généralités Chapitre 02: Isolation thermique Introduction Qu'est-ce qu’une Isolation? Historique L’isolation dans le bâtiment II-1-Définition II-2- Les Notions de conductivité et de résistance thermique II-3-Notions de confort thermique II-4-Les différentes méthodes de l’isolation thermique II-5-L’isolant II-6-Les différentes techniques d'isolation thermique III-1-Définitions III-2-Comment assurer un confort acoustique ?? III-3-les techniques d'isolation acoustique III-4-Les matériaux isolants Chapitre 04: L’étanchéité Chapitre 03: Isolation acoustique V-1-Définition de l’étanchéité V-2-Rôles et fonctions de l’étanchéité V-3-Produits d’étanchéité V-4-Choix d’un système d’étanchéité V-5 Les différents constituants d’un système d’étanchéité V-6 différents types d’étanchéité Conclusion
  • 4. Introduction: Lors de la conception des bâtiments l’architecture est conduit à effectuer des choix, qui finalement, vont aboutir à une forme dont le dessin et la description vont être de plus en plus détailles, et dont la justification peut se trouver dans les types d’ambiances intérieurs souhaitées afin de pouvoir rapprocher au maximum les occupants des conditions de confort. Sous notre climat, les variations d’ensoleillements, vent et température demandent de mettre en œuvre diverses stratégies adaptées aux différentes saisons . La mise en évidence de l’influence d’un élément sur l’autre ne peut se faire sans développer un minimum de connaissances des phénomènes relatifs aux exigences humaines en matière de confort thermique et phonique .
  • 5. Qu'est-ce qu’une Isolation? -L’isolation est l’ensemble des procédés mis en œuvre pour empêcher le bruit de pénétrer dans un milieu clos ou d'en sortir ou pour réduire les échanges thermiques entre une enceinte, l'intérieur d'un bâtiment, etc., et le milieu extérieur (isolation thermique) ; fait d'être ainsi isolé. -Ensemble des matériaux utilisés pour isoler un dispositif électrique. -Mécanisme psychique de défense qui consiste à rompre les liens associatifs existant entre une représentation et son affect et qui peut persister à l'état isolé dans la conscience. Avant les années 50, l’isolation dans l’habitat était pratiquement inexistante. On chauffait sans regarder à la dépense. 1973: Premier choc pétrolier d’où préoccupation d’économiser l’énergie 1974: Création du coefficient G pour évaluer les déperditions 1976: Première réglementation pour le secteur non résidentiel 1980: Lancement du premier label «haute isolation» 1982: Mise en place du coefficient B (B comme Besoin de chauffage) 1983: Lancement des labels haute performance énergétique et solaire 1988: Renforcement de la réglementation pour le secteur non résidentiel L’historique:
  • 6. L’isolation dans le bâtiment: Définition: Dans la construction, l'isolation consiste à protéger contre le bruit et la chaleur. On parle d'isolation thermique et d'isolation phonique. L'isolation d'une maison peut se faire de deux façons : isolation intérieure et isolation extérieur. Parmi les isolations : I- L’isolation thermique II- L’isolation acoustique III- L’étanchéité
  • 7. Les Avantages Les inconvénients Augmentation de la performance thermique globale du bâtiment Augmente le coefficient d’occupation au sol sur le terrain Pas de réduction de la surface habitable ni de décoration à refaire Modifie l’aspect global du bâtiment (façades, toiture et ouvertures) Réduction significative des consommations de chauffage Le pont thermique entre les combles et la façade reste malgré tout très important Modernisation de l’aspect des façades Ne peut pas être appliqué sur tous les bâtiments Pas d’obligation de quitter le bâtiment pendant les travaux Le coût au m² est très variable selon le type de projet Limitation des ponts thermiques structurels
  • 8. Le tableau des isolants: Nom de la famille Nom Description Avantages Inconvénients Les laines minérales La laine verre Elle se présente sous forme de rouleaux ou de panneaux. Elle est utilisée pour l'isolation des combles, des cloisons, des bardages et des planchers très bonne isolation thermique et acoustique perméable à la vapeur d'eau l'un des isolants les moins chers du marché les rouleaux de laine se tassent dans le temps et peuvent perdre, au bout de quelques années, la moitié de leur épaisseur, surtout en isolation de combles ses performances thermiques sont fortement diminuées par l'humidité Laine de roche Elle se présente sous la forme de rouleaux ou de panneaux et est utilisée pour l'isolation des combles, des cloisons, des bardages et des planchers. très bonne qualité d'isolations thermiques et acoustiques (meilleur isolant phonique que la laine de verre) ; perméable à la vapeur d'eau ; l'un des isolants les moins chers du marché ; bon comportement au feu. les rouleaux de laine se tassent dans le temps et peuvent perdre, au bout de quelques années, la moitié de leur épaisseur, surtout en isolation de combles ses performances thermiques sont fortement diminuées par l'humidité la laine de roche contient des fibres respirables très irritantes pour le bricoleur qui est amené à les manipuler.
  • 9. Les laines minérales Perlite expansée La perlite expansée se présente sous forme de granulés ou de panneaux et est surtout utilisée pour l'isolation des toitures- terrasses. bonne résistance thermique produit écologique ininflammable insensible à la vermine et aux rongeurs à mesure que les granulés absorbent l'humidité, ils se sédimentent et peuvent perdre leur pouvoir isolant - doit souvent être utilisée en association avec d'autres matériaux isolants. Isolants en plastiques alvéolaires (polystyrènes) Polystyrène expansé Le polystyrène expansé est principalement utilisé en panneaux d'isolation intérieure et en vrac pour les bétons allégés. bonne capacité d'isolation perméabilité à la vapeur d'eau matériau très léger résistance mécanique élevée facile à travailler économique. isolation acoustique médiocre longévité faible mode de fabrication polluant dégagement de gaz toxiques en cas d'incendie. Polystyrène extrudé De meilleure qualité que le polystyrène expansé, il se présente sous la forme de panneaux et est principalement utilisé en isolation de chapes et en isolation extérieure. meilleure performance d'isolation que le polystyrène expansé plus résistant à la compression et à l'humidité que le polystyrène expansé matériau très léger résistance mécanique élevée facile à travailler. isolation acoustique médiocre plus cher que le polystyrène expansé mode de fabrication polluant dégagement de gaz toxiques en cas d'incendie.
  • 10. Isolants en plastiques alvéolaires (polystyrènes) Laine de bois Présentée sous forme de rouleaux, de panneaux ou en vrac, la laine de bois se place comme un isolant très performant s'adaptant à tous les supports. Performant au plan thermique, perméable à la diffusion de vapeur d'eau, sain et inoffensif pour ceux qui l'installe, recyclable, cet isolant se distingue également par sa longue durée de vie. Seuls bémols : le coût encore élevé de ce type de matériau ainsi que sa forte densité (il faut donc vérifier que la structure peut supporter la charge). Chanvre Enfin, on peut également citer le chanvre, matière première renouvelable très écologique. Il se révèle un isolant thermique et phonique. Il montre de plus une très bonne résistance à l'humidité et est un répulsif pour les rongeurs. Vrai rempart contre le feu, c'est un matériau très léger et très facile à poser Il revient 4 fois plus cher que la laine de verre ou la laine de roche. Autre inconvénient : sa texture très rêche qui rend difficile la recoupe des rouleaux et des panneaux. Autres… Béton cellulaire Le béton cellulaire est fabrique a partir de sable, de chaux, de ciment et d’un agent d'expansion (poudre d'aluminium) qui fait lever la pate : de matériau ses qualités d'isolation et d'inertie thermique. Nombreuses cellules d'air se forment alors, donnant au matériau ses qualités d'isolation et d'inertie - bon isolant thermique - bon régulateur d'humidité - facile a poser - très léger a manipuler - isolation phonique insuffisante - faible inertie thermique (l’inertie thermique d’un bâtiment est sa capacité a stocker de la chaleur dans ses murs, ses planchers, etc. Plus l’inertie d’un bâtiment est forte, plus il se réchauffe et se refroidit lentement)
  • 12. II-L ’isolation thermique: II-1-Définitions:  L’isolation thermique correspond à un assortiment de techniques visant à éviter au maximum les mouvements de chaleur entre deux milieux, afin d’optimiser les dépenses énergétiques.  l’isolation thermique vise à empêcher les transferts de chaleur entre un milieu chaud et un milieu froid.  L’isolation thermique vise à conserver la chaleur (ou la fraicheur) à l’intérieur des espaces de vie: L’hiver, elle empêche la chaleur de s ’évacuer des logements chauffés l’été , elle l’empêche de pénétrer à l’intérieur. Une bonne isolation augmente donc le confort ,l’hiver comme été, et permet de faire des économies importantes de chauffage ou de climatisation.
  • 13. II-2- Les Notions de conductivité et de résistance thermique : 1.La conduction thermique: c’est le coefficient λ exprimé en (W/m .°c ): plus il est élevé plus le matériau transmet la chaleur . 2.La résistance thermique: c’est une valeur donnée au matériau de construction en fonction de leur capacité à s’opposer aux échanges de chaleur .
  • 14. II-2- Les Notions de conductivité et de résistance thermique : 3.L’absorption: Lorsque un matériau est exposé au soleil , il absorbe une partie et en réfléchie une autre p de plus les surfaces sont claires ,plus l’absorption sera faible. 4.l’inertie: Lorsque un flux de chaleur travers une paroi il se transmet sur la face opposée avec un retard et un affaiblissement .
  • 15. II-3-Notions de confort thermique: II-3-1-Le confort thermique: a/ Le confort thermique résulte de la conception architecturale:  Dans les pays chauds il faut minimiser les transmissions calorifiques, les apports solaires directes, bien orienter le bâtiment et profitera au maximum du refroidissement nocturne.  Dans les pays froids il faut minimiser les déperditions optimiser les apports solaires le chauffage est nécessaire dans ces pays . L'orientation d’un bâtiment joue un rôle très important sur le confort de l’occupant. Le confort thermique est défini comme un état de satisfaction vis-à-vis de l’environnement thermique. Il est déterminé par l’équilibre dynamique établi par échange thermique entre le corps et son environnement.
  • 16. Ce qu’il faut éviter dans la construction est le transfert calorifique , c’est à dire le transfert chaud-froid qui se fait toujours du chaud au froid . L’absorption calorifique se fait au niveaux de toitures , murs, sols , fenêtres et portes, mais les plus importantes se font au niveau des murs et de la toiture.
  • 17. b/ Les conditions à remplir: Pour une bonne température ambiante (entre 18 et 21°c) il faut : -Une bonne régulation; répartir la chaleur ou la fraicheur dans l’ensemble de la mai -Un renouvellement d’air. - Une humidité suffisante.
  • 18. Le renouvellement de Lair doit avoir un niveau minimum correspondant à une norme qui précise que l ’air doit pouvoir circuler librement des pièces principales vers les pièces de services . Le principe de la base est d’avoir des entrées d’air dans toutes les pièces principales et des sorties d’air dans toutes les pièces de service .
  • 19. II-4-Les différentes méthodes de l’isolation thermique : II-4-1-L’isolation par l’extérieur: Une partie de la chaleur rayonnante est absorbée par le mur. Faible déperdition Isolant (extérieur) Mur (intérieur) Restitution Chaleur
  • 20. II-4-2-L’isolation par l’intérieur: Elle permet un réchauffement rapide des locaux. Chaleur Isolant (extérieur) Mur (intérieur) ...............................Déperdition
  • 21. II-4-3-L’isolation sans éléments rapportés: Le mur de structure est constitué d'un matériau isolant. Chaleur ExtérieurIntérieur .......................................Déperdition
  • 22. II-5-L’isolant : Qu’est-ce qu’un isolant? Les types d’isolants thermique: • Les isolants minéraux: Laine de verre ou de roche… • Les isolants synthétiques: Les polystyrènes expansés et extrudés… • Les isolants naturels: La ouate... Isolant thermique: Un isolant thermique est un matériau qui permet d’empêcher la chaleur ou le froid de s ’échapper d’une enceinte close. Son contraire est un conducteur thermique. -Un isolant est un matériau qui limite les échanges d'énergie entre deux systèmes
  • 23. II-6-Les différentes techniques d'isolation thermique:II-6-1-Isolation des murs: a) L'isolation par l'intérieur: Cette technique, utilisée dans la plupart des constructions permet d'isoler sans modifier l'aspect extérieur du bâtiment mais impose de travailler à l’intérieur et tendent à réduire la surface habitable. L’ajout d’épaisseur doit tenir compte de l’ouverture des fenêtres, des prises et autres canalisations.
  • 24. b) L'isolation par extérieur: Cette technique plus onéreuse que celle par l'intérieur, permet de supprimer la plupart des ponts thermiques et ne réduit pas la surface habitable. Elle est plus performante que celle par l'intérieur et protège les murs des variations thermiques.
  • 25. II-6-2-Isolation des fenêtres : Elle est essentielle. La qualité isolante d’une fenêtre dépend du vitrage, de la menuiserie et de sa pause. Les types de châssis sont nombreux : bois, métal, synthétique ou composite. L’important est de choisir un châssis et un vitrage très performants car la fenêtre constitue un point faible dans l’enveloppe isolante d’un bâtiment.
  • 26. II-6-3-Isolation des toitures: En toiture à versants, l’isolation est placée sur ou dans la charpente. Selon la situation, des panneaux ou matelas isolants sont utilisés. En toiture plate, l’isolant est posé au-dessus du support.
  • 27. II-6-4-Isolation du plancher: L’isolant est posé sous ou sur le support selon diverses méthodes : panneaux isolants fixés, collés ou déposés ; isolant en vrac ; matelas isolant dans plancher en bois ; isolant insufflé…
  • 28.  Les ponts thermique: Les ponts thermiques sont les déperditions provoquées par des liaisons d’éléments constructifs entre eux (dalle, mur, menuiserie, poutres…). Ces pertes de chaleur (ou de fraîcheur en été) s’ajoutent aux déperditions dites surfaciques. -Exemple d’isolation des ponts thermique: 1 2 3
  • 29. Synthèse : L’isolation thermique est la première étape dans une démarche d’utilisation rationnelle de l’énergie. Si le bâtiment n’est pas isolé, il n'est pas prioritaire d’envisager un quelconque projet de chauffage.
  • 31. III-L ’isolation acoustique : III-1-Définitions: III-1-1-définition de l’acoustique: C’est un domaine de la physique qui étudie le son, donc tout phénomène sonore, elle fait appel aux phénomènes ondulatoires et à la mécanique vibratoire. C’est l'étude des phénomènes qui impressionnent le sens de l'ouïe et que l'on appelle "bruits" ou "sons" . III-1-2-définition du son : Le son est une sensation auditive due à une vibration acoustique Le son est une vibration acoustique qui se propage dans l’air ou milieu liquide ou solide
  • 32. III-1-2-1-Caractéristiques du son : • La fréquence La fréquence s’exprime en Hertz(Hz) et représente le nombre de vibrations par seconde de la pression acoustique. •L’intensité •La propagation •La vitesse de propagation III-1-3- Le bruit : • Le bruit est définis comme un ensemble de sons(son complexe) • Le bruit peut nuire aux individus en perturbant le sommeil, en créant des pertes de productivité et en affectant la santé et la sécurité. • Le son est caractérisé par son niveau (fort ou faible) et sa fréquence(grave ou aigue)
  • 33. III-1-3-1- Les sources de bruit :  Bruit extérieur : - Tout type de trafic : Routier (bruit de roulement, moteurs,…) Ferroviaire (bruit de roulement, aérodynamique,…) Aérien - Discothèque, chantier, … -Voix, cris d’enfants, …  Bruit intérieur : - Voix, TV, musique (bruits aériens) - Bruits de pas, chute d’objets, vibrations,…(bruits d’impact) Synthèse : L’acoustique architecturale étudie la transmission du son à l’intérieur du bâtiment afin de bien entendre les sons et se protéger des bruits gênants
  • 34. III-2-Comment assurer un confort acoustique ?? -créer un paysage Sonore par les dispositions spatiales (distribution, éloignement et proximité, …) - la géométrie des lieux - la nature des matériaux et les textures.
  • 35. III-3-les techniques d'isolation acoustique: III-3-1- Les bruits extérieurs : Avant de recourir aux différents concepts, il est primordial de s’en tenir a quelques règles de bon sens en urbanisme et en architecture: L’éloignement des voies mécaniques. Entourer le bâti en végétations qui jouent le rôle des écrans absorbants. Avoir une bonne disposition interne : séparer les espaces nécessitant le calme des sources de bruit ( ascenseurs, vides ordures, canalisations…) Les fenêtres sont les principaux points d’entrée de bruit dans le logement utiliser le double vitrage
  • 36. Emplacement d’un bâtiment dans un endroit calme ; rural par exemple moins de bruit. (Faible nuisance) Mauvais exemple et choix de l’emplacement du bâtiment
  • 37. Une rangé d’arbres (boisement) ne suffit pas pour diminuer le bruit, mais plusieurs rangées ont un affaiblissement plus important de 3 à 4db.
  • 38. III-3-2- Les bruits intérieurs: Les bruits d’intérieur sont différents selon leur nature. On note: Conduction aérienne: représente l’ensemble des sons aériens, par exemple cris et éclats de voix en provenance des couloirs, cages d’escaliers, vestiaires, etc.  Conduction d’impact: rassemble les bruits de chocs, par exemple bruits de pas, claquements de portes, etc. Synthèse : La correction acoustique du bruit intérieur concerne : Les murs, les planchers et les sols
  • 39. • Les bruits intérieurs entre les pièces de la maison(les sons aériens): il s'agit ici d'isoler les murs et les cloisons.
  • 40. •Les bruits de chocs et d'impacts d'un étage à l'autre (bruit de pas, objet qui tombe) : il faut isoler les sols.
  • 42. IV- L'étanchéité : IV-2-Rôles et fonctions de l’étanchéité: ■ Pérennité des ouvrages (La protéger durablement) ■ Protection du contenu intérieur du bâtiment ■ Maintien du contenu Il s’agit ici d’empêcher le contenu (liquide) de traverser les parois IV-1-Définition l’étanchéité: Protection des montres contre les poussières, l'humidité, l'eau au niveau de la boîte. L'étanchéité est le résultat de l'interdiction d'un passage. Ce terme général peut être compris dans de nombreux domaines.
  • 43. IV-3-Produits d’étanchéité : •Asphalte : Il est appliqués par coulage à chaud, sans nécessité de compactage •Bitumes : Étanchéités à base de bitume sont en général réalisées en collant sur chantier, à l’aide de bitume chaud (appelé enduit d’application à chaud ou EAC • granulat : qu'on appelle aussi agrégat, est un fragment de roche, d'une taille inférieure à 125 mm, destiné à entrer dans la composition des matériaux destinés à la fabrication d'ouvrages de travaux publics, de génie civil et de bâtiment. •polymères (étymologie : du grec polus, plusieurs, et meros, partie) constituent une classe de matériaux. D'un point de vue chimique, un polymère est une macromolécule1 (molécule constituée de la répétition de nombreuses sous-unités).
  • 44. IV-4-Choix d’un système d’étanchéité: Ce choix est un choix multicritère qui s’opérera en étudiant, dans l’ordre donné, les paramètres suivants : IV-4-1 destination de la toiture : accessible (au trafic piétonnier, lourd...), inaccessible, terrasse-jardin. IV-4-2 nature de l’élément porteur (béton, acier, bois) IV-4-3 types de travaux : neuf ou réfection. IV-4-4 avec ou sans isolant : nature de l’isolant, isolation sous étanchéité ou inversée. IV-4-5 pente du support : — toitures-terrasses (pente < 5 %), — toitures en pente (5 à 100 %) ; IV-4-6 climat : vent, neige, durabilité exigée. IV-4-7 type de mise en œuvre : collé ou soudé ou fixé mécaniquement. IV-4-8 mode de liaison au support : indépendante, semi-indépendante ou adhérente.
  • 45. — un élément porteur (du béton pour les toitures-terrasses, ou des panneaux de bois pour les toitures en pente , ou des bacs en acier ) — un écran d’indépendance désolidarise l’étanchéité de l’élément porteur — un isolant thermique ( polystyrène expansé, mousse de polyuréthane ou autre) un pare-vapeur qui empêche l’eau de venir se condenserà l’intérieur de l’isolant — le revêtement d’étanchéité ou membrane — une protection rapportée, dure (dalles rigides, par exemple en béton) ou meuble (par exemple gravillons) — une autoprotection en relevés. IV-5 Les différents constituants d’un système d’étanchéité :
  • 46. III-6 différents types d’étanchéité : III-6-1 toitures-terrasses : III-6-1-1 Toiture-terrasse inaccessible La composition d’un complexe d’étanchéité type peut être présentée comme suit : Support béton (dalle béton de la toiture terrasse) Pare-vapeur avec équerres de renfort dépassant de 6 cm des panneaux d’isolant. Isolant Étanchéité bicouche soit auto protégée (dernière couche en membrane bitumeuse ardoisée), soit recouverte d’une protection lourde Relevés d’étanchéité composés d’équerres de renfort en première couche et de membrane renforcée armée en deuxième couche (soit en finition aluminium, soit en finition auto protégée ardoisée). III-6-1-2 Toiture-terrasse accessible piétons Elles demandent une protection solide et élevée du matériau d’étanchéité et de l’isolant thermique Ce système d'étanchéité efficace autorise sans problème la pose d'un carrelage
  • 47. III-6-1-3 Terrasses végétalisées : Un des éléments fondamentaux de la toiture est l’élément porteur (dalle béton, bac acier, panneaux bois,…) qui suivant sa nature et sa définition technique, est à même de supporter des charges et des emplois différents. Un revêtement d’étanchéité, résistant à la pénétration racinaire, est indispensable à un fonctionnement durable de l’ensemble. Une isolation thermique, généralement placée sous le revêtement d’étanchéité, complète la technique de toiture. Lors de la mise en œuvre, il faut particulièrement soigner la fonction de drainage pour limiter les excès d’eau nuisibles aux plantes et éviter des surcharges d’eau ponctuelles.
  • 48. IV-6-2 Etanchéisation des Soubassements et fondations : - Creuser ± 1m de profondeur autour de la maison. - Fixer sur les fondations des panneaux isolants. - Couler 1 socle de béton au fond de la tranchée. - Poser un drain. - Combler la tranchée avec un ensemble drainant.
  • 49. IV-6-3 L’étanchéité des murs:  Il faut les protéger par un enduit extérieur qui sera renforcé au niveau du soubassement.  Il conviendra choisir un enduit de plâtre, ciment ou de terre qui laisse une certaine humidité transité librement dans la maçonnerie.
  • 50. IV-6-4 Étanchéité de parties émergentes : souches de cheminées, sheds, bouches d’aération... : Système de calfeutrage Il existe différentes possibilités : — utilisation de mastics élastomères comme les polyuréthannes ; — bandes d’étanchéité autocollante à base de bitume + caoutchouc Ces matériau sont posés aux différents joints Leur prisent se fait par collage ou par chauffage Utilisation de bandes adhésives (Doc. Guttaterna)²
  • 51. Conclusion Le confort a une forte influence sur la vie au quotidien .Pour procurer ce confort, il faut traiter deux phase importante: correction et isolation. Les travaux d’isolation peuvent donner droit a des aides financières accessibles aux propriétaires, qui permettent d’alléger sensiblement les dépenses.