Combien de masse pour une inertie correcte?

[JanW]

Bonjour,

je suis depuis un certain temps lecteur avide de ce forum, et j'ai beaucoup appris. Aujourd'hui je me lance pour une question à laquelle je n'ai pas trouvé de réponse (bien que j'ai du mal à imaginer que cela n'ait pas été discuté) : Combien de poids faut-il dans une pièce pour une bonne inertie thermique?

J'explique : Je suis en pleine rénovation de deux pièces (chambre et bureau) à l'étage de la maison que j'ai acheté depuis peu. L'habitation a été anménagée dans une ancienne grange il y a huit ans. Les murs extérieurs anciens sont restés : mur en pisé qui nous sépare des voisins (ancienne habitation de cette ferme) et murs en galets de pierre naturelle + enduit (chaux?) de 50cm vers l'extérieur. Les anciennes ouvertures (porte de la grange) ont été fermées avec du parpaing. L'intérieur a été entièrement refait (dalle ciment pour créer un étage, isolation intérieure en laine de verre + placo absolument partout , charpente traditionnelle en résineux...).

Du coup on aurait un joli potentiel d'inertie thermique avec tous ces murs mais il n'en est rien car on en est complètement isolé. J'ai maintenant refait l'isolation d'une chambre et du bureau à l'étage, mais pas moyen de faire autrement que par l'intérieur : cellulose sous chevrons, au-dessus de la partie droite du plafond et aux murs extérieurs. Cette chambre ne touche pas au mur en pisé, donc zéro inertie. Pour y rémédier, je pense à un enduit terre assez épais (sur Fermacell) aux murs et au plafond. Seulement : quelle épaisseur choisir? Pour la chambre, 10 mm de Fermacell au plafond et aux murs extérieurs, 20 mm de terre sur les quatre murs et 3 mm au plafond me donnent un poids total de 1450kg. Ca me semble pas mal pour une pièce (~43m3), mais quand je vois des références à des cloisons inertielles, on parle généralement d'au moins 5cm de terre cuite ou crue (J-P Oliva et autres).

Pour aller un peu plus loin :
La capacité thermique de l'air de la pièce est de l'ordre de 54 kJ/K (42.6 m3 x 1.26 kJ/K m3). Celle de l'enduit + Fermacell est de l'ordre de 1300 kJ/K (1450 kg x 0.9 kJ/kg K), donc 24 fois plus élévée que celle de l'air (j'ai supposé une chaleur spécifique du Fermacell égale à celle de la terre. Quelqu'un sait mieux?). Suis-je dans le bon ordre de grandeur pour le confort été?

Notons que, depuis que la pièce est isolée, l'ambiance est déjà à peu près supportable malgré la canicule actuelle (~26-27 °C au soir).

Question annexe : quel poids supplémentaire peut supporter une charpente? Avec 10 mm de terre au plafond (pour faire mieux que les 3 cités en haut) + Fermacell + cellulose + coffrage en bois+tassaux, j'arrive à un poids de presqu'une tonne suspendue au plafond de la chambre seule...

Bon, excuses pour ce premier post interminable! Je préférais juste de donner un max d'infos d'emblée... Et grand merci d'avance pour ceux et celles qui veulent bien partager leurs avis sur ces questions!

JanW

[JanW]

Voilà, j'ai trouvé un premier élément de réponse à ma question :

Les auteurs du livre "La Conception Bioclimatique" (S. Courgey et J.P. Oliva) concidèrent une pièce comme ayant des murs inertiels, si l'inertie thermique des murs est de l'ordre de 25 Wh/°K par m² de surface au sol de la pièce, et si la surface du ou des murs inertiels est d'au moins 0.9 fois cette surface.

Dans mon cas, pour une surface au sol de 22 m², il me faudrait au total 550 Wh/°K. Sachant que l'inertie volumique de la terre crue est de l'ordre de 660 Wh/°K*m3, cela correspond à 0.83 m3 de terre, soit 2.4 cm de terre en moyenne sur les 35 m² de mur. L'inertie thermique du Fermacell doit être proche, et pourra probablement remplacer une épaisseur de terre équivalente. Je retiens donc un minimum de 1.4 cm de terre plus 1 cm de Fermacell pour le cas de ma pièce (rapport surface murs/sol=1.6) ce qui est très raisonnable.

A noter, que des seuls murs inertiels (sans sol ni plafond inertiel) ne donnent qu'une inertie moyenne.

Dès que j'aurais à nouveau le livre sous les yeux (dans environ trois semaines : je l'ai prêté à quelqu'un), je complèterais ces infos.

En attendant, si quelqu'un a des infos plus précises (des équations! je veux des équations!), il sont les bien venues...

[christian14]

Bonjour,

Je suis sur l'étude d'une habitation bioclimatique, et j'ai déjà entendu parlé du livre dont tu parle et je pense que je vais finir par l'acquerir !
Sinon pour les calculs d'isolation j'en un pas mal, "l'habitat eclogique" de Friedrich Kur, où il parle des matériaux et de leurs interactions - calculs d'isolation - de pouvoir calorifique mais une très faible estimation de l'inertie.
Tu peux aussi regarder sur les sites suivants :
www.ideesmaison.com/construc/gros/gmurscalc.php
www.actu-environnement.com/ae/boutique-environnement/catalog/index.php?cPath=27_42
Bonne continuations
@+

[JanW]

Merci, christian14, pour ces informations. Ca faisait plus d'un an que je n'avais pas regardé le calculateur de ideesmaison.com qui m'a l'air d'avoir été pas mal amélioré depuis. P.ex., je ne pense pas qu'avant on pouvait corriger manuellement les propriétés physiques des matériaux (ce qui est, soit dit en passant, parfois nécessaire car certaines de leurs valeurs par défaut me semblent fantaisistes).

Dommage qu'ils ne présentent pas de valeur pour l'atténuation de l'onde de chaleur (uniquement le déphasage). Comment la calculer?

[JanW]

Bon, chose promise, chose due. Voici plus de détails sur l'inertie en fonction de la capacité thermique des parois internes (source: La Conception Bioclimatique, p.84) :

L'inertie quotidienne (période 24 h) est qualifiée de "très faible", "moyenne", "forte" et "très forte", si parmi plancher bas, plancher haut et paroi verticale aucun, un, deux ou tous les trois sont lourds (et les autres légers). L'inertie séquentielle (période 12 jours) de ces configurations est qualifiée de "très faible", "trés faible", "faible" et "moyenne".

Ils définissent une paroi lourde comme paroi avec une capacité thermique de l'ordre de 64 Wh/m².K, mais donnent les exemples suivants :
- un plancher bas de 10cm de béton plein (64 Wh/m².°K)
- un plancher haut de 8cm de béton plein (51 Wh/m².°K)
- une paroi verticale en 11cm de bloc de béton creux (25 Wh/m².°K) d'une surface comparable à celle des planchers

Ces chiffres sont relatifs à la surface au sol de la pièce, et, je suppose, font l'hypothèse d'une hauteur sous plafond standard de 2.5 m. Il me semble qu'il serait raisonnable de se rapporter au volume de la pièce (la mienne est sous les combles et a donc un volume inférieur à surface de plancher égale).

Dans les différentes combinaisons on arrive à des capacités thermiques suivantes (supposant qu'une paroi légère a une capacité trois fois inférieure à une paroi lourde), par rapport au volume de la pièce:

18 Wh/m3.°K : Très faible inertie
25 à 36 Wh/m3.°K : Moyenne inertie
39 à 49 Wh/m3.°K : Forte inertie
56 Wh/m3.°K : Très forte inertie

Est-ce que quelqu'un des savants ici pourrait m'indiquer si j'ai bon dans mon raisonnement?