Pertes thermiques par le sol d'un bâtiment

[renaudr]

Bonjour,
Si le sujet est traité ailleurs je m'en excuse, le modérateur peut me taper sur les doigts et me rediriger mais je n'ai pas trouvé.

Le problème consiste à calculer les pertes par le sol d'un bâtiment.
Le sol est constitué d'une dalle béton (de 15 m x 5 m) avec des fondations périphériques isolées à l'extérieur.
Sous la dalle un hérisson de pierre d'une certaine épaisseur.
Sous le hérisson soit une isolation avant la terre, soit pas d'isolation.
Le tout est destiné a bénéficier de l'effet d'inertie de cette masse thermique.

Si on fait l'hypothèse, pour simplifier, que le sol dans la zone considérée est à la T° extérieure le calcul est assez simple mais, donne des pertes importantes naturellement de l'ordre de 25 W/K.
Cette hypothèse est probablement pessimiste.

Dans un premier temps on peut prendre en compte le gradient de température connu du sol. Chez moi (Brest) on gagne 2 à 3 K pendant les mois d'octobre à décembre. Source: http://www.eere.energy.gov/buildings...rest_IWEC.stat

D'autre part la littérature cite souvent le fait que sous un bâtiment le sol se réchauffe progressivement (pour atteindre un équilibre?)

Quand la construction se fera je me propose de placer des sondes de T° pour suivre ce phénomène.
En attendant j'aimerais calculer ces pertes. Merci de vos suggestions.
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[rbobeda]

Grande question, problème classique : isoler ou pas le sol ?

La température du sol sous un bâtiment a tendance à s'équilibrer avec la t° du sol à 10 m, considérée comme stable toute l'année. En réalité, dès 1.5m de profondeur, la t° varie déjà très peu, +/-3 °C environ autour de la moyenne annuelle de t° qui se situe à peu près entre 12 et 18°C suivant les régions. Donc, isoler ou pas sous tout le terre-plein, tout dépend de la région de la construction. En altitude, ça se justifie, dans des régions ayant des deltas de t° hiver/été importants aussi. Dans tous les cas, si la périphérie de la dalle est correctement isolée (isolation verticale des soubassements+bande périphérique horizontale de 1.5m), la différence entre les deux solutions sera assez faible.
Pour la Bretagne : c'est un climat océanique, donc très tempéré, avec des hivers peu rigoureux. Isoler partout ne se justifie pas forcément. Cependant, le gain d'inertie par le sol a un intérêt limité dans ce cas : les étés sont plutôt tempérés aussi, les risques de surchauffes sont très limités Donc, j'aurais pour ma part tendance à isoler partout SOUS LE HERISSON (la méthode est bonne à condition de choisir un isolant incompressible) de manière à conserver un volant inertiel correct quand même, tout en me coupant du sol pour augmenter les perfs d'hiver. Mais ce qui est encore plus important, c'est d'isoler les soubassements en vertical, et de soigner la rupture du pont thermique dû à la dalle, l'idéal étant d'avoir une dalle flottante séparée du soubassement par l'isolant, isolant qui rejoint sans rupture de continuité l'isolant horizontal sous le hérisson.
Pour comparer les deux solutions, le mieux est de les simuler sous PLEIADES+COMFIE, par exemple, qui tient plutôt bien compte de l'inertie du sol. La solution n'est pas simple et doit être considérée dynamiquement, et non statiquement, la température évoluant lentement au fil des mois et des saisons.
Dernière chose : l'inertie journalière du sol (celle qui permet en hiver de capter pendant la journée et de restituer pendant la nuit) n'a pas besoin d'être très importante, le captage n'ayant lieu que qq heures par jour, l'onde de chaleur ne peut pas pénétrer dans la dalle de plus de qq cm. Un bon compromis entre été et hiver est donc à trouver (en fonction des finances aussi ) Donc pour conclure, en climat océanique, une inertie extrêmement importante n'a que peu d'intérêt. On peut plus efficacement chercher à ajouter de l'inertie journalière verticale, par des cloisons captantes lourdes (brique de terre crue, brique pleine, panneaux de ciment, etc...) qui ont tendance à mieux emmagasiner que les dalles en plein hiver.
A+

[jacquesdu33]

Bonjour à tous,

Merci pour cette réponse rbobeda.
Dans mon cas, j'ai un mur de refend en plein centre de la maison et qui la parcourt d'un bout à l'autre. J'ai prévu de faire un double mur en briques à bancher remplies de terre. Ce mur double sera espacé de 5cm pour faire passer l'air pulsé provenant d'un insert et d'une serre à travers des chicanes.
Comme c'est un mur de refend, il est donc sur fondation.
Ma question est la suivante : comment empêcher les calories accumulées par ce mur de passer dans le sol ?
J'avais pensé faire les premiers rangs au dessus de la fondation en brique en béton cellulaire (siporex par exemple), mais je ne sais pas si cela se fait.

Merci de vos réponses et réflexions
Jacques

[renaudr]

Merci rhobeda,

Grande question, problème classique : isoler ou pas le sol ?

J'avais mal cherché bien entendu!
Un ancien fil existe ici (2006): http://forums.futura-sciences.com/thread73111-4.html
Et en archives: http://forums.futura-sciences.com/ar...48384-p-3.html
Je relis tout cela!

La température du sol sous un bâtiment a tendance à s'équilibrer avec la t° du sol à 10 m, considérée comme stable toute l'année. En réalité, dès 1.5m de profondeur, la t° varie déjà très peu, +/-3 °C environ autour de la moyenne annuelle de t° qui se situe à peu près entre 12 et 18°C suivant les régions.

Les données existent ici pour ceux que cela intéresse:
http://www.eere.energy.gov/buildings...e_wmo_region_6
(En France pour 12 villes).

Donc, isoler ou pas sous tout le terre-plein, tout dépend de la région de la construction. En altitude, ça se justifie, dans des régions ayant des deltas de t° hiver/été importants aussi. Dans tous les cas, si la périphérie de la dalle est correctement isolée (isolation verticale des soubassements+bande périphérique horizontale de 1.5m), la différence entre les deux solutions sera assez faible.

Je te comprends ainsi:
Dans les 2 cas isolation périphérique des fondations à l'intérieur sur leur hauteur
Solution 1: isolation horizontale en raccordement en bas des fondations sur toute la surface
Solution 2: isolation horizontale en raccordement en bas des fondations sur 1,5 m tout autour.

Pour la Bretagne : c'est un climat océanique, donc très tempéré, avec des hivers peu rigoureux. Isoler partout ne se justifie pas forcément. Cependant, le gain d'inertie par le sol a un intérêt limité dans ce cas : les étés sont plutôt tempérés aussi, les risques de surchauffes sont très limités Donc, j'aurais pour ma part tendance à isoler partout SOUS LE HERISSON (la méthode est bonne à condition de choisir un isolant incompressible) de manière à conserver un volant inertiel correct quand même, tout en me coupant du sol pour augmenter les perfs d'hiver. Mais ce qui est encore plus important, c'est d'isoler les soubassements en vertical, et de soigner la rupture du pont thermique dû à la dalle, l'idéal étant d'avoir une dalle flottante séparée du soubassement par l'isolant, isolant qui rejoint sans rupture de continuité l'isolant horizontal sous le hérisson.

Je compte en fait isoler les fondations à l'extérieur en raccordement de l'isolation extérieure des murs et isoler sous le hérisson en raccordement de l'iso des fondations.

Pour comparer les deux solutions, le mieux est de les simuler sous PLEIADES+COMFIE, par exemple, qui tient plutôt bien compte de l'inertie du sol. La solution n'est pas simple et doit être considérée dynamiquement, et non statiquement, la température évoluant lentement au fil des mois et des saisons.
Dernière chose : l'inertie journalière du sol (celle qui permet en hiver de capter pendant la journée et de restituer pendant la nuit) n'a pas besoin d'être très importante, le captage n'ayant lieu que qq heures par jour, l'onde de chaleur ne peut pas pénétrer dans la dalle de plus de qq cm. Un bon compromis entre été et hiver est donc à trouver (en fonction des finances aussi ) Donc pour conclure, en climat océanique, une inertie extrêmement importante n'a que peu d'intérêt. On peut plus efficacement chercher à ajouter de l'inertie journalière verticale, par des cloisons captantes lourdes (brique de terre crue, brique pleine, panneaux de ciment, etc...) qui ont tendance à mieux emmagasiner que les dalles en plein hiver.
A+

Je fais mes calculs (statiques bien entendu) avec un tableur. Quand mon projet aura avancé un peu plus je voulais faire faire les calculs dynamiques par un cabinet spécialisé. Je ne demande qu'à essayer Pléiades+Comfie mais je demanderai de l'aide!
Merci.

[A voir en vidéo sur Futura]

[renaudr]

Je suis allé faire un tour sur le site de rbobeda entre temps, du coup cela me donne envie de décrire plus mon projet:
Comme je suis nouveau je me présente rapidement:
Dans le domaine bâtiment je suis un bricoleur moyen, un peu de menuiserie, pose de parquet, un peu de toiture, de carrelage, de plomberie, d'électricité ... Je m'intéresse depuis très longtemps par contre, c'est l'âge grrrr, disons depuis la fin des 70's où le début des années 80 aux constructions bio-climatiques, (solaire, passif, pisé etc.) d'un point de vue un peu théorique pendant longtemps, et tout à fait pratique depuis 2 ans 1/2 car l'opportunité de construire s'est présentée de manière un peu imprévue. J'ai pris un architecte en me réservant l'aspect thermique/bio-climatique. J'ai acheté le terrain il y a 6 mois. Le projet se précise mais comme chacun le sait ici, les progrès sont lents dans le domaine. Encore heureux qu'il y ait ce forum! Je compte bien sur vous tous pour m'éviter les pires erreurs!
Le PROJET:
Une maison (en ville, Brest, climat océanique très doux) de 75 m² au sol, 110 m² habitables sur 2 niveaux. Construction prévue actuellement (non finalisé) murs et toit perspirants en panneaux de bois massif, isolation ext. laine de bois ou cellulose, toit plat idem. Dalle de béton sur hérisson massif non isolé sauf isolation périphérique des fondations pour la masse thermique. Vitrage sud 29 m² pas d'autres vitres. Le dégagement est très bon du sud à l'est, un peu de masque sud-ouest, mauvais à l'ouest, (bon, on est en ville quand même!)
Mon pg excel calcule les deperditions (W/K) sur les 6 faces, idem pour la ventilation (W/K) en tenant compte du rendement de la VDF et d'un débit donné. Une feuille me totalise tout ça en W/K et en pourcentage par face + la ventil.
Une feuille ensuite (j'avais prévenu que je serais long ...) calcule les pertes mensuelles grâce a des résultats statistiques pour Brest trouvés sur le ouèbe (Average Hourly Statistics for Dry Bulb temperatures °C EERE )
Les apports mensuels sont calculés grâce aux données du "Guide de la Maison Solaire" de Mazria (Apport le 21 du mois à Brest par ciel clair vertical sud). Ces valeurs sont pondérées par: un rendement de vitrage, un facteur de nébulosité (on ne rit pas dans le sud) et enfin un facteur de masque pour le site de la construction calculé en réalisant un modèle au moyen de DesignWorkshopLite, logiciel de dessin d'archi 3D gratuit (non piraté) que je recommande (en anglais seulement).
J'ai à la dernière feuille un bilan MENSUEL donc, et par là très imparfait bien entendu qui est un premier jet en quelque sorte.
Mes recherches portent actuellement sur le comportement statique (pertes) de l'ensemble dalle, hérisson, fondations isolées.
Je ferai faire une étude thermique dynamique par un cabinet de thermiciens (Pléiades Comfie?) quand j'aurai suffisamment avancé.
Voila, merci à ceux qui ont eu la patience de me lire, merci encore plus à ceux qui me feront le plaisir de me faire bénéficier de leurs critiques.

[invite1840e9aa]

Citation de Jacques: J'avais pensé faire les premiers rangs au dessus de la fondation en brique en béton cellulaire (siporex par exemple), mais je ne sais pas si cela se fait.


La question de jacques m'intéresse aussi. J'avais envisagé à la place du siporex de mettre un isolant incompressible classé i5 mais il s'agissait de le mettre sous un poteau. Le Siporex peut-il supporté une charge de 500 kg sur une surface de 30 cm par 30 cm ? Et l'isolant incompressible ?
Par ailleurs je dois aussi installer le foyer d'une cheminée ouverte et pourquoi pas mettre du siporex entre la dalle et les pierres du foyer ? Peut-on envisager cette solution ?
D'avance Merci

[remyb]

Dans tous les cas, si la périphérie de la dalle est correctement isolée (isolation verticale des soubassements+bande périphérique horizontale de 1.5m), la différence entre les deux solutions sera assez faible.

Si j'en crois ce site
1.5m de terre sèche est autant isolant qu'environ 15cm d'isolant (liège, laine de verre).
Par contre, si la terre est humide, c'est beaucoup moins bon. Ca peut tombé à 3cm d'isolant.