la conception globale de l`enveloppe et l`énergie

LA CONCEPTION
GLOBALE
DE L’ENVELOPPE
ET L’ÉNERGIE
Guide pratique
pour les architectes
*Université de Liège **Université Catholique de Louvain
Ministère de la Région Wallonne
Avec la collaboration de :
Catherine BALTUS*
Sophie LIESSE**
Sous la direction de :
Jean-Marie HAUGLUSTAINE*
Francy SIMON**

SOMMAIRE
La conception globale de l’enveloppe et l’énergie - Guide pratique pour les architectes 1
SOMMAIRE
SOMMAIRE
PRÉFACE
LES ENJEUX
LES DEUX PRINCIPAUX ENJEUX 4
CONCILIER CES ENJEUX DANS LA CONCEPTION DU BÂTIMENT 6
LE CADRE DE LA BROCHURE 9
L’IMPORTANCE DE LA PART DE L’UTILISATION DU BÂTIMENT
DANS SON BILAN ÉNERGÉTIQUE GLOBAL 9
LES FONCTIONS ET PERFORMANCES DE L’ENVELOPPE
LES PRINCIPALES SOLLICITATIONS
DE L’ENVELOPPE EXTÉRIEURE 13
LES FONCTIONS À REMPLIR PAR L’ENVELOPPE EXTÉRIEURE 13
L’ENVELOPPE ET L’HYGROTHERMIE
LES RÔLES DE L’ENVELOPPE EN CE QUI
CONCERNE L’HYGROTHERMIE 22
L’ÉTANCHÉITÉ À L’EAU ET À L’AIR 22
LE CONTRÔLE DE LA VENTILATION 26
L’ISOLATION THERMIQUE CONTINUE 28
LE CONTRÔLE DE LA MIGRATION DE VAPEUR D’EAU
AU TRAVERS DE LA PAROI 32
LA PARTICIPATION DE L’ENVELOPPE EXTÉRIEURE
ÀL’INERTIE THERMIQUE 33
LES PRINCIPES ET OUTILS DE CONCEPTION
LA FORME GLOBALE DE L’ENVELOPPE 39
LE CONTEXTE RÉGLEMENTAIRE 51
LES ÉTAPES DE CONCEPTION 55
LES ÉLÉMENTS DE COMPOSITION
LES TOITURES INCLINÉES 58
LES TOITURES PLATES 60
LES PAROIS DE FAÇADES VERTICALES 62
LES PLANCHERS 66
LES BAIES ET LES ÉLÉMENTS TRANSLUCIDES 68
LES ESPACES ADDITIONNELS FORTEMENT VITRÉS 70
LES PROTECTIONS SOLAIRES 72
BIBLIOGRAPHIE 74
TABLE DES MATIÈRES 76
ANNEXES
ANNEXE 1 : APPROCHE QUANTITATIVE
ANNEXE 2 : DONNÉES HYGROTHERMIQUES
ANNEXE 3 : GLOSSAIRE

La conception globale de l’enveloppe et l’énergie - Guide pratique pour les architectes
2
Ce guide pratique a été élaboré sous la direction de :
- Jean-Marie HAUGLUSTAINE, Dr. ir. architecte, Premier Assistant au
Département d’Architecture et d’Urbanisme de l’Université de Liège.
- Francy SIMON, Ir. architecte, Professeur à l’Université Catholique de
Louvain (Centre de Recherche en Architecture) ;
avec la collaboration de :
- Catherine BALTUS, Ir. architecte, ir. de recherche à l’Université de
Liège (Laboratoire d’Études Méthodologiques Architecturales,
Directeur : Prof. A. DUPAGNE) ;
- Sophie LIESSE, Architecte et DES en Urbanisme et Architecture
Urbaine, assistante de recherche à l’Université Catholique de
Louvain (Centre de Recherche en Architecture).
ont également collaboré à cet ouvrage :
- José FLEMAL, Dessinateur ;
- Benoît VANDENBULCKE, Ir. architecte, assistant à l’Université
Catholique de Louvain (Centre de Recherche en Architecture).
Tout au long de son élaboration et de sa rédaction, ce guide pratique
a été suivi par un comité composé de :
- Madame O. NEGRO, Cabinet du Ministre J. DARAS, Ministère des
Transports, de la Mobilité et de l’Energie ;
- Madame M. GLINEUR, Première Attachée, Direction Générale des
Technologies,de la Recherche et de l’Énergie - Division de l’Énergie ;
- Monsieur M. de BONHOME, Architecte, Membre de la Fédération
des Sociétés d’Architectes Francophones de Belgique (SAF) ;
- Madame A-M. GALLER, Ir. architecte, membre de l’Association des
Architectes du Brabant Wallon (AABW) ;
- Monsieur M. WAGNEUR, Directeur de l’Information au Centre
Scientifique et Technique de la Construction (CSTC) ;
- Monsieur M. PROCÈS, Architecte, Chef de Travaux à l’Institut
Supérieur d’Architecture St-Luc Bruxelles ;
- Monsieur J-M. GUILLEMEAU, Directeur de projets, Centre
Interdisciplinaire de Formation de Formateurs de l’Université de
Liège (CIFFUL).

Depuis quelques années, les préoccupations du monde scien-
tifique quant à l'équilibre climatique de la Terre ont trouvé écho
dans la société civile et le monde politique. La population elle-
même commence à prendre conscience de la situation.
Mais ce n'est pas le seul enjeu auquel nous sommes confrontés.
La sécurité d'approvisionnement, notamment, doit être antici-
pée dès aujourd'hui : la consommation d'énergie augmente
continuellement (elle devrait doubler d'ici 2030), alors que les
réserves - en charbon, pétrole, gaz naturel et uranium -
s'épuisent inéluctablement.
Face à ces véritables défis, la maîtrise de la demande cons-
titue cependant aussi un élément primordial : pour reprendre
une phrase devenue célèbre, la meilleure énergie reste celle
que l'on ne consomme pas ! Dans ce dernier domaine, la per-
formance énergétique des bâtiments est un facteur
incontournable.
D'autant que la directive européenne du 16 décembre 2002
sur la performance énergétique des bâtiments (qui doit être
transposée pour janvier 2006) entraînera une petite révolu-
tion dans le secteur de la construction et, à terme, dans la
rénovation des bâtiments.
Même si cette directive nous invite à raisonner en termes de
performance globale, prenant en considération l'ensemble
des caractéristiques énergétiques du bâtiment (enveloppe,
équipements de chauffage et d'approvisionnement en eau
chaude, installations de climatisation, ventilation, emplace-
ment et orientation des bâtiments, systèmes solaires passifs
et protection solaire, ventilation naturelle, qualité climatique
intérieure, …), l'enveloppe du bâtiment reste certainement le
premier élément à considérer.
La réglementation wallonne impose depuis plusieurs années
aux nouveaux bâtiments de respecter un niveau d'isolation
thermique globale minimum pour l'enveloppe. Il va sans dire
que la tendance à l'avenir, notamment eu égard aux objectifs
fixés au niveau européen, sera de renforcer les exigences
actuelles en la matière.
Ce nouvel ouvrage qui vient enrichir la collection de “Guides
pratiques pour les Architectes” en explorant, sous l'angle de
l'énergie, la méthodologie de conception de l'enveloppe, a
pour objectif d'intégrer les critères de performance énergé-
tique dès les premiers stades du projet, afin de réaliser un
bâtiment de qualité sans surcoûts excessifs.
L'énergie n'est qu'un des nombreux paramètres avec les-
quels un architecte doit jongler et ce n'est peut-être pas votre
priorité aujourd'hui. Pourtant, je suis persuadé qu'il faut chan-
ger nos habitudes en la matière et que l'architecte est la
“pierre angulaire” des défis que constitue la maîtrise de
l'énergie dans le bâtiment. Celle-ci est impératif économique,
social et environnemental.
Bonne lecture à tous !
André ANTOINE
Ministre du Logement,
des Transports et du Développement territorial
La conception globale de l’enveloppe et l’énergie - Guide pratique pour les architectes 3
PRÉFACE

LES ENJEUX
La conception globale de l’enveloppe et l’énergie - Guide pratique pour les architectes
4
LES ENJEUX
LES ENJEUX
LES DEUX PRINCIPAUX ENJEUX 4
L’HOMME ET LE CONFORT 4
Le bilan thermique de l’homme dans son environnement
La température de confort
L’ENVIRONNEMENT ET L’ÉNERGIE 5
Le concept de développement durable
CONCILIER CES ENJEUX DANS LA CONCEPTION DU BÂTIMENT 6
L’UTILISATION RATIONNELLE DE L’ENERGIE (URE) ET L’UTILISATION DURABLE DE L’ENERGIE (UDE) 6
La typologie du bâtiment
L’isolation thermique
L’adéquation entre le mode d’occupation et le bâtiment
LE CADRE DE LA BROCHURE 9
L’IMPORTANCE DE LA PART DE L’UTILISATION DU BÂTIMENT DANS SON BILAN ÉNERGÉTIQUE GLOBAL 9
L’ÉMISSION OU LE STOCKAGE DE CO2 LORS DE LA CONSTRUCTION 9
LA CONSOMMATION GLOBALE D’ÉNERGIE 10
LES DEUX PRINCIPAUX ENJEUX
L’HOMME ET LE CONFORT
LE BILAN THERMIQUE DE L’HOMME
DANS SON ENVIRONNEMENT
D’une température de 36,6 degrés en général plus élevée
que la température ambiante, le corps humain dissipe une
certaine quantité de chaleur vers l’environnement qui
l’entoure.
L’activité réalisée, la vêture, la température de l’air
ambiant et la température de surface intérieure des parois
du local sont autant de facteurs qui interviennent dans le
bilan global de confort.
Les échanges thermiques interviennent pour 70 % dans le
bilan thermique et se font par rayonnement et convection.
ECHANGES THERMIQUES ENTRE L’HOMME
ET SON ENVIRONNEMENT
[15]