Les ponts thermiques des enveloppes à ossature bois

Les ponts thermiques des enveloppes à ossature en bois 1
Copyrigh FCBA INFO, mai 2014
Les ponts thermiques des enveloppes à ossature bois
Depuis 2012, L’institut Technologique FCBA met à disposition des Entreprises et des Bureaux d’études
thermiques, des données et des justifications mises à jour, relatives aux conceptions usuelles
rencontrées dans le domaine de la construction à ossature bois, vis à vis de la Réglementation
Thermique : notamment, une mise à jour des caractéristiques des matériaux (règles THU-fascicule2),
des configurations, des valeurs de coefficient de transmission thermique des parois à ossature bois
(règles THU-fascicule 4), les ponts thermiques intégrés ainsi que les ponts thermiques de liaison (règle
THU-fascicule 5).
Ces valeurs vont corriger les dernières valeurs publiées dans la RT2012. La validation de l’Etat à travers
la commission RT (Réglementation Thermique), composée d’experts nationaux en énergie du bâtiment
et construction durable ainsi que du centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB), permet aux
éditeurs de logiciels et des outils de simulation thermique (Simulation thermique dynamique STD, calculs
règlementaires RT, simulation numérique en mécanique des fluides CFD) de s’approprier ces valeurs
pour que les acteurs de la construction et les chercheurs puissent en tirer les avantages de la
construction en bois.
Introduction
La dernière réglementation thermique du bâtiment,
objectif de réduire au maximum la consommation
énergétique, tout en assurant des ambiances
intérieures saines et confortables. Elle impose des
solutions t     
minimal et une réduction des déperditions par
Le secteur de la construction bois connaît une
croissance en termes de nombre de bâtiments
construits depuis le début des années 2000.
Face à cette croissance, les professionnels de la
filière Construction Bois ont manifesté leur besoin
accompagnées de meilleures performances
thermiques afin de mettre en avant la filière.
FCBA a enrichi les résultats du projet RT Bois de
2009.      porter des
connaissances sur le comportement hygrothermiques
des bâtiments à ossature bois. Une partie du travail a
permis de compléter les performances des
enveloppes à ossature en Bois dans la RT2012.
Depuis la publication de ces règles, les calculs ont
constructifs les plus courants. FCBA a défini des
systèmes constructifs standards dans le cadre du
environnement » : et plus particulièrement le
Catalogue Bois Construction.
Méthode
Les calculs ont été réalisés par la méthode de
modélisation numérique aux éléments finis en
      Ce
logiciel possède une bibliothèque de matériaux et
     pour définir
les conditions limites des parois.
Figure 1 : Modèle et calcul dans TRISCO

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Composant
Conductivité
thermique
λ [W/mk]
Eléments dans les
parois
Bois
(résineux)
0.11
Montants/lisses/
charpentes
industrielles
Isolant
0,032
0,038
0,041
Isolation entre
montants ou
doublage
OSB
0,13
Panneau de
contreventement
Plaque de
plâtre
0,25
face intérieure
Béton
2
Dalle ou mur
Acier
50
Equerres, rail,
suspentes
enduit
1,8
Enduit extérieur
Tableau 1 : exemples de λ de matériaux
Figure 2 : Maillage plus fin aux liaisons de différents
matériaux
Dans la norme, le calcul des coefficients de transfert
thermique se fait avec une température intérieure
conventionnelle de 20°C et une température
extérieure de 0°C.
Nous mettons à disposition des Entreprises et des
 , des données et des justifications
relatives aux conceptions usuelles rencontrées dans
le domaine de la construction à ossature bois, vis à
vis de la Réglementation Thermique : notamment,
une mise à jour des caractéristiques des matériaux
(règles THU-fascicule2), les valeurs de coefficient de
transmission thermique des parois opaques
correspondant aux murs à ossature bois (règles
THU-fascicule 4), les ponts thermiques intégrés ainsi
que les ponts thermiques de liaison (règle THU-
fascicule 5).[1][3]
Les paramètres thermiques nécessaires aux
professionnels de la construction bois :
Conductivité thermique   :  en
W/m.K.
Ce coefficient mesure la quantité de chaleur qui
traverse une paroi.
Sa valeur est faible pour les isolants, et est
importante pour les matériaux conducteurs. Les
matériau sont :
 Son poids volumique
 Sa teneur en eau
 La nature du solide les renfermant
En construction bois, nous rencontrons
principalement les matériaux suivants:
Coefficient de transmission surfacique d’une
paroi Up [W/m².K].
e flux thermique en régime stationnaire par
unité de surface, pour une différente de température
la paroi.
Ce coefficient tient compte des caractéristiques
thermiques et des épaisseurs de toutes les couches
aux BET de calculer les déperditions de chaleur,
En partie courante de paroi, on calcule Up = Uc
(coefficient de transmission thermique en partie
courante) avec la formule suivante :
SESI
cp RRR 1
U U 
Les logiciels experts en thermiques du bâtiment
demandent en entrées, de choisir dans leur
bibliothèque, les matériaux et en général, et ils
calculent cette valeur Up qui correspond à la
succession de matériaux uniformes dans la paroi
considérée.
R[m².K/W] est la résistance thermique obtenue en
cumulant celles des différents composants (i) :
R = 
   enveloppes à ossature en
bois, il y a, à la fois une succession de matériaux
uniformes (plaque de plâtre, isolant, panneaux) mais
aussi des éléments linéaires et ponctuels (montant
en bois, assemblages métalliques) qui rendent les
parois non uniformes.

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Figure 3 : exemple de composition de mur extérieur à
ossature bois
1- Plaque de plâtre
2- Tasseaux horizontaux en bois
3- Pare-vapeur
4- Montant en bois
5- Isolant entre-montants
6- Panneau de contreventement
7- Pare-pluie
8- Contre-ossature en bois
9- Bardage en bois
Les ponts thermiques intégrés 
Dans la saisie des enveloppes à ossature bois, il faut
considérer les apports en ponts thermiques intégrés
correspondant     à la
présence des ossatures dans les parois.
Up = Uc + U
Up = Uc + 
  : coefficient de transmission thermique
linéaire
Li [m] : longeur du pont thermique
j [W/K] : coefficient de transmission thermique
ponctuelle
Nous avons désormais la possibilité de saisir les
ponts thermiques intégrés    nombre de
ponts thermiques linéaire ou ponctuel par unité de
surface, ou alors saisir directement Up dans les
logiciels sans considérer la nature exacte de la
(non recommandée). Les valeurs des coefficients de
transmission surfacique sont calculées selon la
norme : EN ISO 6946 (2003).
Les ponts thermiques de liaison Ψ [W/m.K]
Les ponts thermiques sont des pertes de
performance     
niveau des liaisons entre les parois du bâtiment.
Cette interruption constitue un chemin privilégié pour
ent. Nous
pouvons distinguer différents types de liaisons :
liaison mur-mur, liaison mur-plancher bas, liaison
mur-plancher intermédiaire, liaison mur-toiture,
liaison mur intérieur-mur extérieur, liaison
menuiserie-mur 
Les valeurs     ont été quantifiées par la
méthode de calcul de la norme EN ISO 10211-1
(2002) et EN ISO 10211-2 (2001). Ces valeurs seront
publiées dans la prochaine version de RT par le
CSTB. [1][5]
Exemples de valeurs de Up et ΔU
La composition usuelle des enveloppes ont été
définies dans le cadre du programme   
Grenelle Environnement (RAGE) qui a permis la mise
en ligne un Catalogue Construction Bois [6]. Nous
avons une première série de valeurs correspondant à
la maison individuelle, puis pour les bâtiments
collectifs, et pour les façades à ossature bois.
        ois sont
surévaluées      
thermiques intégrés.
Lors de calcul règlementaire ou simulation thermique,
il faut saisir systématiquement les valeurs des ponts
thermiques intégrés.
Mur extérieur avec
isolant entre montant
Ψmontant [W/m.K]
λbois
[W/m.K]
Epaisseur
montant
36mm
montant
45mm
0.18
145
0.021
0.026
180
0.019
0.023
220
0.016
0.020
260
0.015
0.018
0.11
145
0.012
0.014
180
0.010
0.013
220
0.009
0.009
260
0.008
0.010
Tableau 2 : exemple de Ψ des montants dans les
murs
Pour un        
(ponts thermiques ponctuels aux croisements des
tasseaux intérieurs avec les montants) sont
Prenons par exemple un mur extérieur de 145mm
avec isolation entre-montant.
SESI
cRRR 1
U
Nous modélisons le mur en considérant une surface
unitaire correspondant à un entraxe de montant (600
mm) et une hauteur de 600mm, nous obtenons :
Uc = 0,158 W/m²K

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Ensuite, on utilise les valeurs de psi du tableau 1
(calcul aux éléments finis sur Trisco), nous trouvons
une valeur de Up :
Up = 0,158 + 0,014*0,6 = 0,180 W/m.K
Remarque : la valeur de Uc est calculée
automatiquement dans les outils de calcul en entrant
les couches de matériaux composant. Il est impératif
de sensibiliser les utilisateurs à considérer les
impacts de ponts thermiques intégrés et les ponts
thermiques de liaison selon la dernière version
publiée.
Figure 4 : Mur extérieur isolant 145mm entre montant
1- Plaque de plâtre
2- Tasseaux horizontaux en bois
3- Pare-vapeur
4- Montant en bois
5- Isolant entre-montants
6- Panneau de contreventement
7- Pare-pluie
8- Contre-ossature en bois
9- Bardage en bois
Figure 5 : Exemple de toiture
En collaboration avec le CSTB, ces valeurs vont
corriger les valeurs publiées dans la RT2012
rapport aux anciennes valeurs. De plus, avec la
validation de la commission RT, les éditeurs de
logiciels et des outils de simulation thermique
(Simulation thermique dynamique STD, calculs
règlementaires RT, simulation numérique en
     proprier ces
acteurs de la construction bois et les chercheurs
pui     : réduction de
consommation énergétique, meilleurs compétitivité
par rapport aux autres systèmes construct
Les performances obtenues ont permis aussi
le Catalogue Construction bois [6], projet
piloté par FCBA avec le soutien de la profession.
Figure 6 : Liaison d’angle sortant de murs extérieurs :
Ψ = 0,08 W/mK
Figure 7 : Liaison en angle rentrant de murs
extérieurs : Ψ = 0,07 W/mK

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Figure 8 : Exemple de mur extérieur
Figure 9 : exemple de liaison entre mur extérieur
(isolant = 145 mm) et plancher bas à solives en
bois (isolant = 200mm):
Ψ = 0,07 W/mK
Figure 10 : exemple de liaison entre mur extérieur et
plancher intermédiaire : Ψ = 0,12 W/mK
Figure 11 : exemple de liaison entre mur extérieur et
mur intérieur : Ψ = 0,12 W/mK
Conclusion
Dans toute construction, nous avons besoin de limiter
les déperditions des bâtiments à travers les
enveloppes en hiver pour réduire considérablement
 de chaleur
(béton, maçonnerie). La construction à ossature en
bois possède une performance exemplaire pour
Certains    ont pour
habitude de considérer des couches homogènes et
uniformes pour les enveloppes à ossature en bois :
sans les ponts thermiques intégrés dus aux différents
bois présents, ou sinon des valeurs par très
imprécises.
Ainsi les Up obtenus de parois sont très faibles (mur
très isolant) ; Ce qui augmente artificiellement
 des ponts thermiques de liaison 
plusieurs sections de bois de structure à la liaison (le
bois est plus conduc  . Nous avons