30 juillet 2019
Visualisation par caméra thermique des fuites de chaleur d'une barre d'immeubles
AdobeStock
Le projet RESBATI (mesure in-situ de RESistance thermique de parois de BATIment), financé par l’ANR, vise à mettre au point une méthode et un outil pour mesurer l’isolation thermique des parois externes d’un bâtiment.

logo ANRLa performance énergétique des bâtiments, qu’ils soient neufs ou anciens, est une priorité dans un contexte d’adaptation aux conséquences du changement climatique. Le contrôle des performances thermiques des bâtiments, devenu obligatoire, doit pouvoir se faire sur place, sans passer par des analyses en laboratoire.

Le projet RESBATI, lancé en 2016 pour une durée de 3 ans, a pour objectif de développer un outil de mesure de la résistance thermique d’une paroi de l’enveloppe externe d’un bâtiment.

 

Mesurer sur place l’isolation thermique d’un bâtiment

Deux tiers des logements en France ont été construits avant l’application de la première réglementation thermique (juin 1975). Un peu moins de 50% d’entre eux ont fait l’objet d'une rénovation (isolation des combles ou des parois essentiellement par l’intérieur, changement de fenêtres, etc.).

Ainsi, le nombre de bâtiments existants non, mal ou peu isolés en France reste considérable, cela pour de nombreuses années encore, et ce parc devra être rénové. Pour qu'une opération de rénovation du parc immobilier soit pertinente, il faut évaluer correctement l'enveloppe thermique du bâtiment. En matière d’isolation, les exigences s’accroissent au fil du temps : la Réglementation Thermique (RT) 2005 préconisait une résistance thermique de 3 K.m².W-1, tandis que la RT 2020 imposera que tout bâtiment neuf soit à énergie positive.

Caméra thermique portative
Arnaud Bouissou - TERRA

Pour contrôler l’isolation thermique d’un bâtiment et établir un diagnostic de ses performances énergétiques et des économies d’énergie possibles via une meilleure isolation, un changement des pratiques est nécessaire. Rénover un bâtiment nécessite de contrôler ses performances thermiques, pendant sa construction, à sa livraison ou au cours de son utilisation.

Ainsi on pourrait établir une liste de travaux à effectuer pour l’amélioration de la qualité de l'enveloppe d'un bâtiment ancien, déterminer si l'isolation d'un bâtiment est conforme à celle prévue dans des travaux de rénovation, valider l'isolation d'un bâtiment neuf à sa réception.

Or, aucune méthode de contrôle systématique de la qualité de l’enveloppe de bâtiments n’est actuellement disponible. Le besoin est donc plus que jamais d’actualité, et bien évidemment par une mesure in-situ.

L’objectif du projet RESBATI (mesure in-situ de RESistance thermique de parois de BATIment) consiste à développer :

  • une méthode d’évaluation des performances thermiques des parois opaques de bâtiment,
  • des logiciels pour simuler les transferts thermiques dans les parois, identifier les propriétés thermiques des parois et pour traiter les résultats,
  • un appareil de mesure portatif destiné à déterminer rapidement la résistance thermique de ce type de parois sur site.

Les enseignements et les résultats obtenus au cours des travaux seront valorisés auprès de la communauté scientifique et des milieux professionnels

 

Des mesures quantitatives de l’isolation thermique

Façade d'immeuble en verre avec le reflet de maisons
Michael Gaida - CCO

Pour caractériser l’isolation d’un bâtiment, le projet RESBATI utilise la thermographie infrarouge à l’aide de caméras thermiques, une technique non intrusive et simple à mettre en œuvre pour localiser les défauts d’isolation. Une approche active de la thermographie infrarouge permet de quantifier la résistance thermique d’une paroi, en toute saison, pour tout type de bâtiment, qu’il soit occupé ou non. Cette approche active de la thermographie infrarouge consiste à produire artificiellement de la chaleur sur la paroi, afin d’enregistrer une séquence d’images thermiques et de mesurer l’élévation de la température dans la paroi.

Différentes techniques d'analyse thermique (traitement d’images, modélisation, méthodes inverses) peuvent ensuite être appliquées pour obtenir des informations quantitatives sur la paroi étudiée.

Cette approche active sera complétée par une autre passive, qui permet d’analyser des surfaces plus importantes et de détecter les irrégularités thermiques, sans l’aspect quantitatif.

Par ailleurs, l’incertitude sur la valeur mesurée doit pouvoir être prédite.

Le projet est mené par un consortium aux compétences complémentaires, et se nourrit des travaux déjà réalisés par les différents partenaires : laboratoires de recherche, centre technique, laboratoire national de métrologie, organisme de normalisation, entreprise innovante [1].

Le Cerema est impliqué dans différents volets du projet. Il a participé à l’étude bibliographie, à la rédaction du cahier des charges qui intègre les exigences du terrain et du monde industriel, à l’évaluation et au choix des méthodes de mesure au regard des biais prévisibles et des incertitudes sur les grandeurs mesurées, à la réalisation du prototype, aux mesures en laboratoire (notamment avec les caissons climatiques du laboratoire de Nancy) et in situ.

Le Cerema dispose en laboratoire de plusieurs caissons climatiques utilisés pour le projet, dont l’un d’une vingtaine de mètres cubes qui permet de modifier la température de l’air ambiant jusqu’à – 15°C et un autre divisé en trois compartiments, permettant de fixer les températures de -25°C à +30°C.

 


[1] Centre d’Etudes et de Recherche en Thermique, Environnement et Systèmes (Certes), Institut Français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux (Ifsttar), Cerema, Laboratoire national de métrologie et d’essais (LNE), Centre Scientifique et technique du Bâtiment (CSTB), Themacs Ingénierie, Association française de normalisation (AFNOR) .