Comprendre le déphasage thermique en construction

En poursuivant la lecture vous en saurez plus sur la définition du déphasage pour la construction, sur la manière dont le déphasage est à prendre en compte ou pas et en saurez plus sur le choix des matériaux isolant.

Qu'est ce que le déphasage en bâtiment ?

Déphasage thermique définition

Le déphasage qualifie un phénomène physique de résistance, de retard, de décalage.

En construction, le déphasage est le temps nécessaire pour une énergie pour traverser un corps. C'est un indicateur souvent utilisé pour aborder les problématiques de performances énergétique et matériaux pour le bâtiment.

L'énergie qui intéresse ici est la diffusion de chaleur. Dans la réalité, il faut donc bien comprendre que la diffusion de l'énergie va se produire inévitablement, ce n'est qu'une question de temps.

Sur les isolants, les valeurs de déphasages sont indiqué ainsi : 7h, 7,7h, 10h en référence au temps nécessaire pour restituer l'énergie encaissée.

Indicateurs de performance énergétique des matériaux isolants

Au moment de la construction ou rénovation d'une maison, habitation ou toute autre construction, le porteur de projet devra choisir le niveau de performance énergétique souhaité et dimensionner leur mise en oeuvre en fonction de leurs caractéristiques et de son budget.
Pour se faire, les vendeurs doivent afficher trois valeurs de performance énergétique des matériaux isolants qu'il faudra bien distinguer :

"R" : Performance d'isolation du matériau exprimée pour 1m d'épaisseur. Légalement les professionnels n'ont pas le droit de mettre en oeuvre une isolation avec R inférieur à R=6 pour un usage d'habitation.

"Lambda" : Indice de performance d'un isolant quelque soit son épaisseur. Il va permettre de la calculer l'épaisseur nécessaire à mettre en oeuvre pour atteindre l'objectif "R" souhaité. Un matériau considéré comme isolant aura un Lambda à 0,060 ou inférieur, un bon isolant 0,040 et un matériau à 0,030 aura un lambda excellent.

Déphasage : Coefficient pour exprimer le temps que met un flux pour traverser un matériau. Dit autrement, c'est un indicateur de déclage temporel entre le moment où l'énergie pénètre un matériaux et le moment où elle est restituée de l'autre côté. En fonction du déphasage installé, le bâti intérieur sera plus ou moins réactif aux variations de températures extérieures.

Quel intérêt de s'intéresser au déphasage thermique

Le critère du déphasage thermique est pertinent sur la saison estivale car en été les fortes chaleurs diurnes vont faire monter la température intérieure des habitations. C'est justement pendant les heures les plus chaudes notamment l'après midi et en début de soirée que l'on rechercher de la fraicheur ou du moins à retarder la pénétration de chaleur extérieure.

Lorsque les journée sont longues et chaudes, les combles sont particulièrement exposées aux problèmes de montée en température. Or, un déphasage trop rapide de quelques heures va libérer le soir la chaleur accumulée aux heures les plus chaudes alors que la température ambiante est encore élevée.
A l'inverse, un déphasage plus lent va libérer la chaleur acccumulée plus tard dans la nuit une fois que la température ambiante sera retombée.

D'où l'importance de la capacité de ventiler abondamment les combles, surtout si des comprimis sont faits sur le critère du déphasage.

Quand intervient le déphasage ?

Pour observer un déphasage il faut un apport intermittent d'énergie et une variation de la température de l'environnement. En France, le cycle principal cycle est journalier diurne-nocturne et saisonnier puisque nous avons un climat à plusieurs saisons.

Considérons une phase d'accumulation d'énergie en journée grâce à l'apport de l'énergie solaire et ou un mode de chauffage qui va chauffer le bâtiment. L'énergie va pénétrer les différents matériaux plus ou moins rapidement en fonction de leurs propriétés physiques jusqu'à ce qu'ils atteignent une température maximale.

Considérons ensuite une phase de restitution la nuit où l'énergie va s'extraire des matériaux jusqu'à ce qu'ils retrouvent leur température initiale, c'est-à-dire à laquelle il était possible de mesurer avant que la journée ne commence.

Le déphasage caractérise un différence d'états. Typiquement, qui nous intéresse est celui de la différence de phase. Il s'exprime en temps.

Pourquoi le déphasage reste secondaire ?

Dans les faits, cet indicateur est résiduel car c'est trop tard, l'essentiel de l'énergie est déjà entrée dans le bâtiment. Elle va passer au travers des matériaux dans tous les cas. Ce n'est qu'une question de temps.

Pire, la différence de déphasage entre les matériaux n'est pas si significative que cela. Elles sont toutes dans le même ordre de grandeur. Savoir que sa poutre va mettre 1h de plus ou de moins pour restituer les 0,1°C restants accumulés au milieu de la nuit, ça va pas changer grand chose au chmilblik.

Attention, comparativement parlant au lieu du déphasage, vous aurez tout intérêt à accorder votrepriorité à l'isolation (le R)car elle est le véritable levier pour maitriser la quantité d'énergie entrante et donc l'excès de chaleur que vous allez subir ou pas dans vos combles l'été par exemple.

Le déphasage est intéressant à comprendre mais si la température de votre poutre bois ou mur de pierre varie de 1,5°C entre le jour et la nuit ou si le point de retour à l'état initial se joue en 7h ou 7h30 il n'y aura pas d'impact sur la qualité de l'habitat.

Ce phénomène implique et mesure une énergie résiduelle.

Si la problématique de l'isolation et perte de température à cause des ponts thermiques vous intéresse, allez lire mon article en rapport sur sarking, isolation du toit par l'extérieur.

Conclusion

Cet article fait parti d'une série d'articles rédigés pour regrouper les principales problématiques que rencontrent une personne qui souhaite se lancer seul dans maitrise d'oeuvre ou la réalisation de travaux en construction neuve ou rénovation. Grâce à une approche scientifique, vous savez maintenant à quoi correspond chaque indicateur de performance énergétique des bâtiments et avez idée de leur interaction dans le dimensionnement des matériaux.

Vous avez appris l'intérêt de la question du déphasage et compris l'enjeu qu'il y a à prendre en compte ce critère de vitesse montée en température notamment en isolation des combles.

Vous avez pris connaissance de la nuance qu'il convient d'apporter relativement par rapport au coefficient d'isolation R puisque meilleur l'isolation sera, moins il y aura de flux de déphasage.

Si toutes ces notions vous dépassent ou que vous souhaitez obtenir une estimation de prix pour votre projet, n'hésitez pas à vous faire accompagner par un professionnel. Il réalisera un devis adapté à votre projet.