Déphasage thermique des isolants

[thib33610]

Bonjour,

Je créé cette discussion car, après avoir lu de multiples sur le déphasage thermique, je ne trouve pas de réponse précise à ma question.

En fait, je ne suis pas sûr de comprendre pourquoi deux isolants de même résistance thermique peuvent présenter un déphasage très différent. Par exemple, si on compare une isolation en laine de verre et une isolation en ouate de cellulose, avec la même épaisseur et avec une conductivité thermique équivalente à quelque chose près, on obtient un écart considérable en terme de déphasage. Comment expliquer cela ?

D'après ce que j'ai compris, la réponse se trouve du côté de la densité de l'isolant et de sa capacité thermique massique. Plus ces deux dernières sont importantes, plus le matériau peut stocker de la chaleur. Pour continuer sur mon exemple entre la laine de verre et la ouate de cellulose, je suppose que la laine de verre "freine" bien les transferts de chaleur, mais ne peut pas "emprisonner" une grande quantité d'énergie, et restitue celle-ci rapidement à l'intérieur du bâtiment en période estivale. Au contraire, la ouate de cellulose, en plus de freiner les transferts de chaleur, peut stocker une plus grande quantité d'énergie. En clair, pour une même quantité de chaleur absorbée, la laine de verre va la restituer rapidement, alors que la ouate de cellulose va la stocker plus longtemps. C'est bien ça ou je me trompe ?

Merci à vous
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[Mickele91]

Bonjour et bienvenu sur FS,

En clair, pour une même quantité de chaleur absorbée, la laine de verre va la restituer rapidement, alors que la ouate de cellulose va la stocker plus longtemps. C'est bien ça ou je me trompe ?

En première approche on peux dire ça comme ça...oui...

Grâce à sa plus grande capacité thermique massique et à sa plus grande masse volumique, la ouate va freiner, plus que ne le ferait une laine de verre, le temps de transfert du flux de chaleur à travers la paroi...

Ça, c'est l'approche calculatoire "basico-simpliste" au premier ordre...au travers de laquelle, on a les "yeux dans le guidon"...en ne se fixant que sur ce qui se passe au niveau de l'isolant...

L'approche de fond, consiste à..."lever les yeux du guidon"...et à regarder ce qu'il en est dans les faits...au niveau de l'habitation dans son intégralité...

En s'intéressant en particulier, à l'influence que ce phénomène va avoir sur l'évolution réelle de la température intérieure...

Et là...ça se complique...

Tu t’intéresses à ce sujet pour quelle raison ?...

Cordialement

[sawai]

Le "déphasage" c'est l'inertie thermique en gros, ou encore sa capacité calorifique.

C'est un argument publicitaire pour les laines de bois mais avant de regarder ce critère il faut voir s'il est vraiment utile, ce qui est loin d'être le cas bien souvent. Cf ce qui a été écrit ici et là sur ce forum.

Je suis donc "en phase" avec ce qu'a écrit mickele

[Pilgrim35]

Bonjour,
Si je suis aussi en phase avec les deux réponses déjà faites, cela finit par être déphasant de voir ce serpent de mer remonter sans cesse à la surface ! On dirait le monstre du loch Ness ! Nessie https://www.youtube.com/watch?v=iWTmYvHWLFc , sort de ce post !
Bon, est-il utile de rappeler et redonner les liens vers les trois études existantes (française, belge, suisse) qui arrivent aux même conclusions ainsi que la publication de l’ADEME et la nécessaire étude thermique (n’est-ce pas Mickele ? )
Une petite recherche dans la prose déjà abondante ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[TioChanclas]

Bonjour,

Juste pour compléter : il n'y a pas que le déphasage associé à l'isolation et au confort d'été, en reculant potentiellement le moment où la chaleur devient insupportable en été, du moins sur le papier...

Il y aurait aussi celui qui selon les mêmes principes, permet de chauffer durablement...
Une lecture récente expliquait qu'il faut trois ans pour que l'onde du rayonnement solaire passe de la surface sombre faiblement réfléchissante d'une pente du terrain à 30° sur laquelle serait érigée une maison, aux soubassements de cette même maison... et affirmait que ce pouvait être là un moyen judicieux de compléter les apports solaires passifs à travers les vitrages.

[thib33610]

Je m'intéresse à ça par curiosité. Vu que j'ai fait des études dans le génie civil, j'ai suivi quelques cours de thermique, mais ceux-ci n'étaient pas très poussés. Maintenant que je travaille comme chargé d'opérations pour une collectivité territoriale, je fais appel à des bureaux d'études thermiques pour les projets de construction, mais je trouve quand même intéressant d'approfondir mes connaissances dans ce domaine.

[Honuz]

Vous donnez 1kg de riz a manger a deux personnes, elles ne vont pas le digérer à la même vitesse ... c'est la même idée.

[Mickele91]

Bonsoir,

mais je trouve quand même intéressant d'approfondir mes connaissances dans ce domaine.

Ok...donc c'est pour ta culture générale professionnelle...pas dans un but constructif...

Cordialement

[Confusioux]

Bj
BJ
« 3 ans pour que l'onde du rayonnement solaire passe de la surface sombre faiblement réfléchissante d'une pente du terrain à 30° sur laquelle serait érigée une maison, aux soubassements de la maison. » ???
« L’onde du rayonnement », C’est quoi ? Le passage de la surface (à 30°) aux soubassements c’est quoi ? Comment a-t-on mesuré la vitesse ( relative) du transfert ?
Je vais encore me faire traiter de matérialiste borné, mais tant pis.
A+

[Vince44]

Salut,

D'après ce que j'ai compris, la réponse se trouve du côté de la densité de l'isolant et de sa capacité thermique massique. Plus ces deux dernières sont importantes, plus le matériau peut stocker de la chaleur. Pour continuer sur mon exemple entre la laine de verre et la ouate de cellulose, je suppose que la laine de verre "freine" bien les transferts de chaleur, mais ne peut pas "emprisonner" une grande quantité d'énergie, et restitue celle-ci rapidement à l'intérieur du bâtiment en période estivale. Au contraire, la ouate de cellulose, en plus de freiner les transferts de chaleur, peut stocker une plus grande quantité d'énergie. En clair, pour une même quantité de chaleur absorbée, la laine de verre va la restituer rapidement, alors que la ouate de cellulose va la stocker plus longtemps. C'est bien ça ou je me trompe ?

C'est exactement ça, tu peux imaginer la chaleur comme l'eau qui coule au robinet. L'ouverture du robinet c'est le R de ton isolant, normalement ça fait juste passer un filet d'eau. Ton intérieur de maison c'est l'évier qui va recevoir l'eau. Le déphasage c'est une éponge que tu tiens sous le filet d'eau.

Selon la taille (la densité de l'isolant) et la capacité d'absorption de l'éponge (la chaleur massique), il va se passer plus ou moins longtemps avant que le filet d'eau commence à ruisseler dans ton évier...

Évidemment c'est une image, pour être plus juste ici l'éponge serait directement dans le tuyau et elle régulerait le débit à la place du robinet en plus de stocker une partie du flux jusqu'à saturation.

Mais l'image est intéressante car on peut se dire que si l'éponge est déjà partiellement saturée avant que le robinet commence à couler, il n'y aura pas le même déphasage.

Une fois que l'éponge est saturée, le déphasage devient aussi nul que si on avait placé un objet en bois de même taille que l'éponge sous le robinet, à part le temps d'en faire le tour, ça coule en direct.

Et une fois que le robinet à fini de couler, l'éponge doit quand même évacuer son eau!


Pour ce qui est des applications pratiques, et bien là encore, la comparaison est intéressante. Disons que ton objectif c'est de faire jouer ton hamster dans l'évier de 21h à 8h. Problème, il faut qu'il ai pied sinon il va caner, il faut a tout prix évite qu'il y ai plus de 3L dans l'évier.

Si t'as une lance incendie qui coule dans ton évier (un vélux sans protection solaire, une forte entrée d'air chaud extérieur, un pignon sud pas isolé..) la taille de l'éponge sous le robinet ne changera rien au niveau d'eau dans l'évier: ça va dégueuler très très vite!

Si t'as une éponge 100 fois plus grosse sous celle que tu tiens, aka l'inertie de ta maison, c'est essentielle elle qui va déterminer si tu risques de noyer ton hamster.

Si t'as l'évacuation qui s'ouvre à 20h, aucune chance qu'il se noie peu importe la taille de ton éponge là encore (ça c'est la sur-ventilation nocturne efficace dès 20h)

Si ton filet d'eau est de 1cl à l'heure (gros R), l'évaporation risque de le rendre invisible, éponge ou pas. Et de toute façon un hamster ne se noiera pas dans qqs cl d'eau au fond d'un évier.

Alors à quoi peut donc servir le déphasage ?

Si il n'y a pas de lance à incendie mais un autre filet d'eau, qui coule à 0.5L par heure sous ton éponge déphasante de 10h à 22h (apports solaires, ventilation, autre parois modérés).

Disons aussi que l'évacuation ne s'ouvrira que progressivement à 23h pour une ouverture totale à 2h.

On a donc 6L dans le système avant 22H.

Disons que ton autre éponge (inertie maison) a une capacité limité (4L), elle va donc laisser couler 2L dans l'évier. La hamster en a jusqu'au ventre....

Disons que ton robinet va couler à 25 cl par heure de 10h à 22H, c'est 3L de plus à 22H sans déphasage : RIP hamster!

Maintenant si t'as une éponge de 2L tu va pouvoir décaler de 8 heures, de sorte que avant 23h, ouverture de l'évacuation, il n'y aura eu que 5 heures d'écoulement 23 - (10+8) soit 1,25L et donc avec 2+1,25L à 23H le hamster est bien.... mort depuis une heure!

On te l'avait dit que le déphasage il faut au moins 10h sinon ça marche pas

Bon, tout ça pour dire que c'est de l'optimisation exploitable sous conditions particulières. Et les quelques études sur le sujet dont j'ai pu avoir connaissance sont des cas où ces conditions particulières ne sont pas réunies

C'est bien normal dans un sens puisque ces conditions sont évidemment minoritaires... A mon avis, ça ne justifiait pas que le CSTC belge butte deux hamsters à la lance incendie pour voir combien de temps celui qui avait l'éponge allait tenir de plus (ils ont comparé deux isolants dans un système sans protection solaire.... trouvant un échec total et un échec à 99%, oh surprise!)

L'autre point à en dire c'est que quand on est assez libre, comme en neuf, il est assez simple de remplacer l'éponge déphasage par l'éponge inertie, plus intéressante car elle peut réguler tous les flux, pas seulement celui qui traverse la paroi isolée. Et il est aussi assez simple de réduire au max le flux en augmentant l'épaisseur d'isolant, rendant la question de son déphasage anecdotique. Dans le même ordre d'idée, on peut aussi jouer sur la ventilation sous toiture pour réduire la température extérieure

De là, sauf combinaison de cas particuliers de contraintes constructive et parement/déco/ameublement je ne vois pas de pertinence à s'appuyer sur le déphasage pour obtenir un confort d'été passif en neuf. Cela étant, ça ne nuira pas non plus donc on peut mettre un isolant déphasant "dans le doute".

Chez moi par exemple le gain se traduira pas une certaines souplesse dans l'heure d'ouverture des fenêtres la nuit. Si j'ouvre un peu trop tôt, vu que je ne reçois rien par la toiture, c'est moins pénalisant. Si j'ouvre un peut trop tard, les apport sont encore loin du maximum, c'est pas la cata pour les combles (mais j'évite car c'est plus embettant pour le reste qui doit décharger son inertie au maximum et la nuit n'est jamais assez longue pour ça...).

En rénovation on sera plus fréquemment contraint de limiter l'épaisseur d'isolation, on ne pourra pas forcément rajouter beaucoup de masse dans les cloisons ou sol faute de portance des planchers.... donc là ça peut prendre plus facilement son sens. Attention que quand je dis limiter l'épaisseur d'isolation c'est pas trop quand même, avec 10cm d'isolant on n'aura pas 12 heures de déphasage. Et là encore, c'est sous réserve que les apports autres soient limités. Si le déphasage permet de passer de 30 à 28°C dans les combles en soirée, c'est ça de gagné, mais on campera quand même dans la salle à manger au RDC pour ne pas crever

A+

Vincent

[daniel222]

Salut Vincent

je n'ai pas compris, tu veux sauver les hamsters avec des éponges

[TioChanclas]

Bonjour,

"Bj
BJ
« 3 ans pour que l'onde du rayonnement solaire passe de la surface sombre faiblement réfléchissante d'une pente du terrain à 30° sur laquelle serait érigée une maison, aux soubassements de la maison. » ???
« L’onde du rayonnement », C’est quoi ? Le passage de la surface (à 30°) aux soubassements c’est quoi ? Comment a-t-on mesuré la vitesse ( relative) du transfert ?
Je vais encore me faire traiter de matérialiste borné, mais tant pis.
A+"

Confusioux, pas de soucis avec le matérialisme borné, à conditions que les questions ne tournent pas à l'interro surprise dont certains ici ont le secret...

J'ai lu cela dans le livre "12 solutions bioclimatiques pour l'habitat", aux éditions Eyrolles, que je n'ai plus sous la main... Je serai donc approximatif :
Pour faire court, d'après une recherche citée par cet ouvrage, l'onde de chaleur du soleil qui pénètre dans le "capteur" à 30 ° (la butte de terre exposée au Sud couverte d'un matériaux sombre sur laquelle est posé le bâtiment) chauffe et stabilise la température sous le bâtiment trois ans plus tard.

Etonnant, hein?

[daniel222]

Salut les gars,

Attention il va y avoir déphasage sous la casquette