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TEMPéRER LE LOGEMENT : STOCKAGE D'éNERGIE

Dans chaque vallée de chaque région, les bâtiments affichent des caractéristiques communes. La plus évidente concerne la forme du toit, elle dépend de la force des vents locaux, de la pluviométrie et de l’irradiation. L’épaisseur des murs est une autre constante.

Jusqu’à ce que Napoléon impose le mètre comme  étalon de mesure, l’unité de longueur, en Provence, était généralement celle du roseau : 1 canne = 2,20 m. Tout en dérivait. La plupart des devis mentionnaient des demi-canes, des quart-de-canes, … . Pourtant l’épaisseur des murs faisait exception à cette logique. Pourquoi ?

 
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Les vieilles bâtisses de Provence présentent habituellement soit des murs en pierre massive soit des agrégats de chaux entre deux couches de pierres empilées au mortier. Dans le premier cas, les pierres taillées poreuses mesurent entre 50 cm et 58 cm. En d’autres termes : selon la carrière locale, toutes les maisons utilisaient des pierres de même épaisseur. Pourquoi ? Cette épaisseur garantit un déphasage thermique de 10 à 12h. Les murs de 60 à 62 cm composés d’agrégats de chaux entre deux couches de pierres empilées au mortier affichent le même déphasage.
Pourquoi déphaser l’onde de chaleur de 12 heures ?
 La chaleur captée par la façade met douze heures à traverser l’épaisseur de la paroi pour qu’il fasse frais dans la maison en été ET plus chaud en hiver. Les amplitudes thermiques diurnes sont importantes à Carpentras. Elles s’élèvent à 16°C en été et 14°C en hiver. Quand, vers deux heures du matin l’air froid commence à dévaler du Mont Ventoux, la maisonnée est heureuse de recevoir de la chaleur : celle qui a été captée à 14h, en plein soleil. Le mur Sud se transforme en un immense radiateur.  Sa face intérieure devient source d’émission de calories. Elle va les diffuser doucement et confortablement dans le logement..
Si on déphase la chaleur des parois de 12 heures, on crée des intérieurs dans lesquels les variations de température sont beaucoup plus faibles qu’à l’extérieur.
 La surface intérieure des murs reste fraiche tout l’été au moment où il fait chaud à l’extérieur. Chaque souffle d’air qui pénètre dans la maisonnée tempère encore l’atmosphère.
C’est ce qu’on appelait « le confort », cette faculté, apportée par la conception du bâti, de passer la journée entière habillé de la même manière. La masse thermique et le déphasage tempéraient tout.
Si le déphasage doit être de 12 heures, de combien devrait-on isoler sa maison ?
Il n’y a qu’une seule réponse à cette question : choisir un isolant tel que l’épaisseur qui correspond à un bâtiment basse consommation corresponde à l’épaisseur nécessaire à 12 heures de déphasage. En Provence, seuls les isolants à base de bois répondent à ces critères. Concevoir une paroi performante n’est pas si simple. Il faut veiller à sa perméabilité à l’air, prévoir les déplacements d’humidité en son sein,  s’assurer de sa durabilité ainsi que de celle de l’isolant…
Jamais nos modes de vie n’ont dégagé autant de vapeur d’eau qu’aujourd’hui .Une salle de bain émet deux à trois litres de vapeur d’eau à l’heure. Or le rapport entre l’humidité et le caractère isolant d’un matériau sont généralement très étroitement liés. L’eau détruit le pouvoir isolant des laines de fibre de roche ou de verre. A l’inverse : les isolants phénoliques sont totalement étanches à l’humidité.
Un mur très humide verra un excès de température se propager très rapidement en son sein. A l’inverse, un mur sec isolera mieux (voir « génoises ») et freinera le transfert de calories.
Le déphasage mesure donc la durée qu’il faut à l’onde thermique pour traverser une paroi.
En d’autres termes : le Déphasage est le retard (exprimé en heures) avec lequel la face interne de la paroi va émettre l’énergie reçue par la face externe de ladite paroi.
Si la paroi est composé de plusieurs couches ce matériaux différents (typiquement : paroi porteuse + isolants), alors le déphasage de la paroi est égal à la somme des déphasages généré par chaque couche.
Les scientifiques disent que le Déphasage est égal à l’épaisseur de la paroi divisé par la célérité.
 
Déphasage (en heures) = 1,38 x e x √a
e = épaisseur de la paroi (en m)
α = coefficient de diffusion (en m²/h ; caractéristique du matériau de la paroi)
et α = ρc/λ
ρc = capacité thermique du matériau constituant la paroi (en m²/s), où ρ=densité du matériau et c= chaleur spécifique du matériau
λ = coefficient de conductivité thermique dudit matériau
On remarquera que α = ρc/λ est l’inverse de la conductivité thermique (D = λ/ρc).
Apparemment le déphasage est donc directement proportionnel à l’épaisseur du matériau. Autrement dit, si on double l’épaisseur d’un matériau, alors le déphasage qu’il assure double aussi. La réalité n’est pas si simple, ainsi que l’ont montré les mesures du Centre Scientifique du Bâtiment s lors d’une grande étude de bâtiments antérieurs à l’Empire (1800).

 

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