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Introduction au pontage thermique

mardi, novembre 12 2019

Un pont thermique est la voie d’accès que la chaleur emprunte pour pénétrer ou sortir d’un bâtiment en contournant la couche isolante. Par exemple, même si votre toit est bien isolé, la tuyauterie en métal et son isolant passant à travers le toit peuvent faire pénétrer ou sortir la chaleur du bâtiment. La chaleur passe non seulement à travers le vide d’air dans l’évent, mais aussi à travers le métal même. Pendant l’hiver, alors que vous essayez de conserver la chaleur dans le bâtiment, un tuyau de ventilation froid laissera passer la chaleur vers l’extérieur, réduisant l’efficacité énergétique de votre bâtiment, le refroidissant et forçant les occupants à augmenter le chauffage pour compenser.

Thermal imaging temperature change condensation heat escaping via metal pipe

La chaleur qui s’échappe du bâtiment par le tuyau de métal peut créer de la condensation lorsqu’elle se heurte à un changement de température.

Selon que vous tentez de conserver la chaleur à l’intérieur ou à l’extérieur du bâtiment, le pont thermique peut s’appeler pont froid, pont chaud ou contournement thermique. Ceci dit, toute personne qui possède un bâtiment ou effectue des travaux d’enveloppe du bâtiment doit tenir compte du pontage thermique. Réduire le pontage thermique, c’est rendre votre bâtiment plus éco énergétique, c’est conserver l’air conditionné plus longtemps à l’intérieur et c’est réduire les coûts de chauffage et de climatisation.

Pourquoi le pontage thermique est-il si important?

Le pontage thermique est un concept de base de transmission de chaleur, connu depuis des décennies. Pourquoi, alors, mettons-nous tant l’accent sur le pontage thermique de nos jours? L’isolation de bâtiment étant devenue plus efficace, les ponts thermiques constituent des obstacles plus importants. Auparavant, la chaleur s’évacuait des murs de bâtiment tout comme les ponts thermiques. Maintenant que les murs sont isolés plus adéquatement à l’intérieur, la chaleur n’a d’autre choix que d’utiliser les ponts thermiques.

Cette situation est très regrettable pour les bâtiments passifs et les bâtiments éco énergétiques. Bien que l’isolant utilisé dans les bâtiments ait une valeur thermique (R) spécifique, un pont thermique réduit la valeur thermique actuelle atteinte par le bâtiment dans son ensemble. Conséquemment, un grand nombre de normes d’efficacité énergétique et de construction écologique ont commencé à demander d’utiliser la valeur R actuelle d’un bâtiment – la valeur R effective – plutôt que d’assumer que le bâtiment atteint automatiquement la valeur thermique de l’isolant. Cette norme est plus exigeante à atteindre.

Quelles sont les répercussions du pontage thermique?

Les propriétaires de bâtiments écologiques ne sont pas les seuls à être affectés par le pontage thermique. Ce phénomène a plusieurs répercussions sur l’ensemble de la qualité et de la longévité de toute structure isolée.

1. Perte d’air conditionné : la répercussion la plus importante du pontage thermique est la perte d’air conditionné, la chaleur qui quitte le bâtiment par temps froid et prend de l’ampleur par temps chaud. Ceci a un impact significatif sur le confort des occupants : non seulement ressentent-ils un changement de température, mais les murs et les planchers sont plus froids ou plus chauds qu’en moyenne. Si votre bâtiment doit conserver une certaine température, ou pour le confort des occupants, ou pour la conservation de biens entreposés, la présence de ponts thermiques rend le maintien de la température désirée plus coûteux.

hand pushing button digital thermostate

2. Perte d’efficacité énergétique : le propriétaire d’un bâtiment qui compte sur l’isolation pour se conformer aux normes en matière d’efficacité énergétique peut voir ses efforts contrecarrés par le pontage thermique. Les options de conception et de construction qui favorisent le pontage thermique peuvent empêcher le bâtiment de se qualifier pour les normes et les prix en matière d’énergie.

frustrated roofer - thumb pointed down

3. Augmentation de la condensation : puisque les ponts thermiques permettent à l’air chaud de se mêler à l’air froid, ils favorisent aussi la condensation. Cet effet est plus prononcé dans les zones d’humidité élevée que dans les zones de faible humidité. Lorsque de la condensation se forme dans un bâtiment, la qualité de l’air s’en trouve affectée de plusieurs façons. La condensation favorise la croissance de moisissures et nuit à la santé des occupants, particulièrement si ces derniers ont des troubles respiratoires. L’humidité constante peut aussi causer des dommages en abîmant les cloisons sèches, les meubles et autres articles.

mold on a foggy window due to condenstation

4. Condensation interstitielle : la condensation causée par un pont thermique n’affecte souvent pas seulement l’intérieur du bâtiment. Elle peut se former entre les murs et les autres éléments du bâtiment. Ce phénomène se nomme « condensation interstitielle » et a de graves répercussions sur la longévité du bâtiment en question. Là où l’humidité se forme, la pourriture et la rouille suivent souvent et causent des dommages. Et parce que vous ne pouvez voir où la condensation se forme, à savoir dans les murs ou les tuyaux, vous ne pouvez pas réparer les dommages qu’elle cause. Si rien n’est fait, la pourriture et la rouille peuvent causer des dommages à votre bâtiment.

water damaged ceiling in office

5. Baisse de l’efficacité de l’isolation : si vous achetez un isolant haut de gamme, vous voulez que les résultats soient au rendez-vous. Cependant, les graves problèmes causés par le pontage thermique peuvent nuire à l’efficacité du nouvel isolant, à moins que cet isolant bloque le pont thermique. Puisqu’un pont thermique est plus thermo conducteur que l’isolant posé à proximité, la chaleur continuera de s’écouler par le pont thermique. Vous verrez alors une baisse marquée de l’efficacité de votre isolant à moins que vous ne corrigiez le contournement thermique sous-jacent.

Où le pontage thermique se forme-t-il?

Les répercussions du pontage thermique sont plutôt importantes. Vous voudrez donc savoir si votre bâtiment en souffre. Un thermographe à l’aide de sa caméra d’imagerie thermique peut capter les zones où la chaleur s’échappe ou s’introduit dans votre bâtiment.

Où se situent les ponts thermiques? Toute pénétration dans l’enveloppe du bâtiment peut servir d’entrée ou de sortie à un pont thermique. Un pont thermique peut se former :

  • Aux endroits où le toit et le mur se joignent
  • Aux endroits où le plancher et le mur se joignent
  • Aux endroits où les tuyaux, les câbles et les évents perforent l’enveloppe du bâtiment
  • Aux ouvertures ou à l’ossature des fenêtres et des portes
  • Aux attaches métalliques de murs et autres
  • Aux balcons et leur support
  • Aux montants, qu’ils soient de bois ou autre.

Après avoir produit une carte thermique qui expose les zones de pontage thermique, le thermographe peut aussi calculer le coefficient de pontage thermique de votre bâtiment. Cette valeur révèle l’importance du problème. Cependant, il est peu probable que vous n’ayez aucun pont thermique. Une valeur de coefficient de 0,01 signifie que le rendement thermique de votre bâtiment et aussi sécuritaire qu’il peut l’être.

Types de ponts thermique

La gravité d’un pontage thermique ne se limite pas simplement à l’emplacement, mais aussi au type. Les ponts thermiques sont classés en trois principaux types, chacun ayant un impact différent sur votre bâtiment.

Les trois types de ponts thermiques sont comme suit :

1. Ponts thermiques linéaires : plus le pont thermique est long, plus son impact linéaire est sérieux. Ce type de pontage thermique se produit lorsque deux parties linéaires d’un bâtiment se croisent, y compris aux angles, aux parapets, etc. L’exemple ci-dessous montre une dalle de balcon à l’intersection d’un mur de bâtiment. Il s’agit ici d’un pont thermique linéaire.

3d diagram of thermal wall bridging

2. Ponts thermiques d’assemblage : ces ponts thermiques font partie d’un mur plat, et non d’angles ou de jonctions. Ils peuvent inclure l’ossature ou d’autres parties de l’assemblage. L’exemple ci-dessous montre une image thermique d’une ossature murale en métal. Le pontage thermique d’assemblage est normalement pris en compte lorsqu’un bâtiment fait l’objet d’essais pour évaluer sa conformité au code énergétique.

thermal image of metal wall framing

3. Ponts thermiques de points : ces ponts thermiques se produisent à de tout petits endroits, comme une attache d’isolant mal fixée. Ces ponts thermiques de points peuvent paraître les moins dommageables, mais la taille n’est pas importante pour un pont thermique. Prenons un ballon comme exemple : un tout petit trou laisse beaucoup d’air s’échapper. Les petits ponts thermiques permettent une grande quantité de transmission de chaleur, particulièrement s’ils sont nombreux. L’image ci-dessous montre des attaches d’isolants mal fixées, agissant comme des ponts thermiques.

thermal bridge imagery

Ces trois types de ponts thermiques peuvent être récurrents, ou pas. Un pont thermique récurrent en est un que l’on trouve à intervalles réguliers dans un bâtiment, comme dans l’ossature. Un pont thermique non récurrent en est un que l’on ne trouve pas à intervalles réguliers dans un bâtiment, comme les fenêtres et les portes. Nous allons maintenant discuter des stratégies que vous pouvez utiliser pour réduire ces trois types de pontage thermique.

Comment peut-on empêcher le pontage thermique?

Le travail de l’architecte est le point de départ. Certaines décisions quant à la conception peuvent prévenir les ponts thermiques les plus courants. L’architecte doit tenir compte de la cornière d’appui, des choix structurels sur la façon de poser les fenêtres et les portes et s’il faut inclure les parapets et autres éléments éventuels pouvant créer des ponts thermiques. Il est important de s’assurer de l’expérience de votre architecte sur son intention de réduire le pontage thermique. Vous pouvez aussi consulter un expert compétent en efficacité énergétique. On peut en trouver à travers Energy Star®.

S’il s’agit d’un bâtiment existant, la réduction de ponts thermiques peut s’avérer un réel défi. Dans les bâtiments à niveaux multiples en particulier, les ponts thermiques sont souvent récurrents, et les travaux de réparation pour corriger ces problèmes peuvent s’avérer titanesques.

Bien que la réduction du pontage thermique dans un bâtiment existant puisse être exigeante, plusieurs solutions s’offrent quand même à vous, par exemple, l’installation et le type d’isolant et d’appareils. Avant de consulter vos experts et de décider de la meilleure stratégie pour votre bâtiment, il importe de comprendre toutes les options qui s’offrent à vous pour contrer la formation du pontage thermique.

Barrières thermiques et solutions au pontage thermique

Imaginons un pont thermique au Pont de Brooklyn avec la chaleur dégagée par les véhicules sur le pont, et le poste de péage comme barrière thermique, poste de péage qui est toujours fermé. En construction, une barrière thermique est une couche de matériau isolant (ou simplement le matériau doté d’une meilleure résistance thermique) dans un objet ou aménagement d’un bâtiment qui pourrait aussi bien agir comme pont thermique. Par exemple, le pontage thermique dans les fenêtres se retrouve couramment et le vitrage constitue une barrière thermique conçue pour réduire le passage de la chaleur d’un carreau à l’autre.

thermal vs real image of wall radiator heater and window in building

Les barrières thermiques peuvent être installées lors de ou après la construction. Récemment, les propriétaires de bâtiment ont commencé à poser des barrières thermiques dans les parapets. Les parapets sont ces murs bas le long du périmètre des toits. Habituellement, ces murs font office de ponts thermiques linéaires, retirant la chaleur du bâtiment en dessous. Dans l’image thermique ci-après, on voit que la présence du parapet réduit la température à l’intérieur du bâtiment (en jaune).

parapet without thermal breakParapet sans barrière thermique

parapet with thermal breakParapet à rupture thermique

Pour rompre ce pont thermique, vous devez installer une couche d’isolant dans le parapet à l’intersection de la face du toit, et non à l’intérieur du bâtiment. Ainsi, le pont thermique est bloqué et beaucoup moins de chaleur passera à travers le parapet. L’image à droite montre à quel point la chaleur est retenue après qu’une barrière thermique a été installée. Le nouveau bleu foncé dans cette image montre l’endroit où la barrière thermique a été installée.

Isolation et installation de l’isolant pour contrer la formation de ponts thermiques

Si votre bâtiment a un piètre coefficient de transmission de chaleur (coefficient K), il se peut que l’isolant soit, ou installée incorrectement, ou insuffisante. Les espaces entre l’isolant, le mauvais choix d’attaches ou de ruban adhésif peuvent favoriser les ponts thermiques entre les feuilles d’isolant.

Dans son Guide d’attaches pour matériaux isolants, IKO recommande d’utiliser des rondelles plastiques à rupture thermique pour aider à réduire les effets du pontage thermique à travers l’attache. Vous pouvez aussi opter pour une attache à rupture thermique. De plus, le ruban adhésif utilisé par votre entrepreneur peut aussi être un ruban à rupture thermique.

Isolation en continu

Sachant que les ponts thermiques peuvent se produire dans l’enveloppe du bâtiment, l’isolation en continu constitue l’une des stratégies pour les combattre. Il ne s’agit pas ici seulement de la procédure standard qui consiste à bien ajuster l’isolant dans les murs et à les fixer ensemble avec du ruban adhésif, bien que ceci soit important pour assurer l’efficacité de l’isolant. Ce dont il s’agit plutôt, c’est d’installer l’isolant en continu sur la face extérieure des murs, de manière à ce qu’il ne subisse pas de rupture thermique à cause des composants de mur, à l’exception des ouvertures et attaches pour les équipements techniques.

continous insulation

L’installation de l’isolant sur la face extérieure des murs peut paraître douteuse quant à son incidence sur le pontage thermique; cependant, les essais ont démontré que cette pratique fait une différence significative. L’image ci-dessus montre la différence dans la rétention de chaleur entre deux murs. À gauche, l’isolant a été pressé contre la face intérieure du revêtement. À droite, l’isolant a été pressé contre la face extérieure du gypse.

Tout comme pour les parapets, il est préférable de bloquer le pont thermique au point le plus extérieur possible dans le mur. Pour revenir à notre exemple du Pont de Brooklyn, il est préférable d’empêcher les véhicules d’embarquer sur le pont que de leur permettre de créer un bouchon à la sortie.

iko enerfoil inulation with metalic tapes

Dans un bâtiment à niveaux multiples, il est impossible d’installer l’isolant en continu à l’intérieur. Afin de se conformer aux normes d’un grand nombre de codes du bâtiment qui requièrent une isolation en continu, l’isolant doit être installé sur la face extérieure des montants en bois, avant la pose du revêtement.

Les dalles exposées peuvent agir en tant que ponts thermiques et augmenter le coefficient K d’un bâtiment de 71 pour cent, surtout quand le problème est récurrent. L’isolation en continu constitue la meilleure stratégie dans ce cas.

L’isolant de mousse rigide de polyisocyanurate est le meilleur isolant pour contrer la formation des ponts thermiques. Parmi les produits de mousse rigide de polyisocyanurate de IKO, on compte Ener-AirMC et EnerfoilMD. Ces deux produits ont été conçus pour servir de revêtement non structurel doté d’un coefficient K élevé et limiter ainsi le pontage thermique. Ils peuvent aussi être installés après coup dans les bâtiments existants (consultez le Guide d’installation des matériaux isolants pour plus de détails).

Si la maçonnerie est utilisée dans la construction, il faut installer des attaches de maçonnerie. Les deux types d’isolant précités conviennent aux attaches de maçonnerie. Qui plus est, lorsque vous optez pour des attaches au taux de transmission thermique le plus bas possible, vous contribuez à réduire le pontage thermique.

Dalle de bâtiment isolée

L’enveloppe de bâtiment, non seulement monte jusqu’au toit, elle rejoint aussi la dalle. Les dalles de béton peuvent agir comme des ponts thermiques. Dans plusieurs zones de climat froid, surtout dans les zones climatiques 4 et plus, on doit isoler la dalle de bâtiment. La meilleure solution est de joindre l’isolant extérieur en continu avec l’isolant de la dalle de construction de manière à ce qu’aucun pont thermique ne puisse se développer dans l’espace entre ces deux isolants.

 

diagram of insulated building

De cette façon, l’isolant est entièrement en continu et l’on obtient la meilleure protection possible contre le pontage thermique, du moins pour le moment.

Codes du bâtiment concernant le pontage thermique

En ce qui concerne le pontage thermique, les codes du bâtiment ont été lents à apporter des modifications. Parce qu’il est difficile de mesurer l’impact du pontage thermique, il est difficile pour les professionnels de la construction d’élaborer des normes à cet égard. En fait, avant l’arrivée des modèles informatiques en 2D et 3D, il était pratiquement impossible de déceler où se trouvaient les ponts thermiques et d’analyser les effets que certaines décisions en matière de construction pouvaient avoir sur eux.

Pour le moment, le Code international de la conservation de l’énergie (CICE) exige l’installation de l’isolant en continu et de barrières thermiques dans les nouveaux bâtiments. Ces changements devraient contribuer à ce que les bâtiments soient conformes au Facteur U minimal du CICE. Le Facteur U mesure la transmission de chaleur à travers un bâtiment dans son ensemble. C’est une valeur R cumulative. Les nouvelles techniques de mesure du Facteur U sont préférables pour tenir compte des ponts thermiques.

Il se peut que vos codes du bâtiment locaux donnent plus de précision sur la façon de contrer la formation du pontage thermique. De plus, les codes du bâtiment varient selon le pays. La probabilité d’une humidité hivernale de plus de 35 pour cent au Canada est plutôt faible, ce qui signifie que le pontage thermique peine à créer beaucoup de condensation. Conséquemment, les codes du bâtiment au pays ont généralement des codes moins rigoureux en matière de pontage thermique par comparaison avec certaines régions aux États-Unis affichant des niveaux d’humidité plus élevés.

Même si votre bâtiment est conforme aux exigences de votre code de bâtiment local, les stratégies qu’il prône peuvent ne pas être suffisantes pour répondre à vos objectifs personnels pour votre bâtiment.

Avenir du pontage thermique

Les ponts thermiques sont des aspects de plus en plus importants dans la construction de bâtiments. Soyez assuré que les codes du bâtiment continueront à apporter des modifications pour en tenir compte. La réduction du pontage thermique continuera à susciter un défi pour les architectes, les fabricants et tout un chacun impliqué dans l’enveloppe du bâtiment.

Si vous réduisez le pontage thermique dans votre bâtiment, vous obtiendrez une meilleure qualité d’air, vous abaisserez vos coûts énergétiques et vous augmenterez l’efficacité environnementale.

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