L’IMPORTANCE D’UNE RÉHABILITATION INTELLIGENTE, …

L’IMPORTANCE D’UNE RÉHABILITATION INTELLIGENTE, EFFICACE ET ÉCO ÉNERGÉTIQUE DES BÂTIMENTS

Prof. Wahid Maref

Département du génie de la construction

École de technologie supérieure (ÉTS)


Colloque écoresponsable sous le thème:

Penser le bâtiment et le transport différemment 22 février 2017

SOMMAIRE

• Objectif et Question du jour

• Contexte actuel

• Regard sur l’enveloppe du bâtiment et son évolution

• Réhabilitation des bâtiments existants

• Consommation d’énergie et émissions de GES

• La construction et les émissions de GES

• La réhabilitation des bâtiments existants.

• Conclusion


OBJECTIF

• Dans le contexte actuel du gouvernement, il est important de construire

des maisons abordables, efficaces énergétiquement avec un coût

d’exploitation peu élevé et surtout dans la vison de réduire les émissions

des gaz à effets de serre.

• Cela concerne les nouvelles constructions et l’existant tout en se

penchant sur une réhabilitation énergétique intelligente, efficace et éco

énergétique de ces bâtiments existants.


QUESTION DU JOUR

Pourquoi doit-on se pencher sur une réhabilitation intelligente,

efficace et éco énergétique des bâtiments?


CONTEXTE ACTUEL

• Comme le parc de bâtiments anciens occupe plus de 50% du parc de logement, il est

important de se pencher à la réfection énergétique de ces derniers afin d’améliorer leur

efficacité énergétique, leur confort thermique et réduire les coûts d’exploitation et

contribuer ainsi à la réduction des émissions de gaz à effet de serre.

• Des efforts sont déployés afin d’obtenir des bâtiments hautement efficaces du point de

vu énergétique, de produire et d’utiliser l'énergie propre et cela d’une manière plus

efficace en s’appuyant sur l'innovation technologique en énergie.


REGARD SUR L’ENVELOPPE DU BÂTIMENT ET SON ÉVOLUTION

Avant bien d’essayer d’étudier la réhabilitation des bâtiments

existants, faisons un peu de recul pour bien comprendre l’évolution

de l’enveloppe du bâtiment afin de bien se situer dans le temps.


REGARD SUR L’ENVELOPPE DU BÂTIMENT ET SON ÉVOLUTION - ANCIENNE MAISON (AVANT 1970)

• Ancienne conception de l’enveloppe:

• Ossature de bois de base,

• Pas d’isolant,

• Il existait une dépression dans le bâtiment due aux appareils de combustion qui aspiraient de grandes

quantités d’air ext. froid et sec à travers l’enveloppe.

• Séchage rapide,

• Durable,

• Énergie en abondance et à bon marché.

• Conséquences:

• Bâtiments pas ou peu étanches (courants d’air)

• Demande élevée en chauffage due aux fuites d’air et manque d’isolation.

• Humidité (condensation).


REGARD SUR L’ENVELOPPE DU BÂTIMENT ET SON ÉVOLUTION - LA CRISE ÉNERGÉTIQUE DES ANNÉES 1970*

• La crise énergétique des années 70 a eu des répercussions importantes sur la

construction du point de vue efficacité énergétique:

• Plus d’isolation thermique dans les murs extérieurs, d’où le début de la reconnaissance du

besoin de plus d’étanchéité à l’air.

• Malgré cela, l’emphase restait sur le besoin du controle de la diffusion de vapeur et le pare-

vapeur.

• Les maisons chauffées à l’électricité et sans cheminée devenaient très populaires.

• Ces changements ont affectés le ∆P des murs et plafonds et ainsi la direction de l’écoulement.

• L’envelope est devenue plus sujet à l’exfiltration de l’air due aux imperfections du mur.

* Historical development by M. Z. Rousseau (formerly IRC, retired)


REGARD SUR L’ENVELOPPE DU BÂTIMENT ET SON ÉVOLUTION – LES ANNÉES 1980

• Dans les années 80, l’emphase était sur l’importance du movement d’air et le considerer

comme mécanisme principal du transfert d’humidité à travers l’envelope du bâtiment.

• L’importance d’évaluer, controller et réduire les fuites d’air faisait sujet de plusieurs recherche,

notamment le NRC-Construction, SCHL, etc.

• L’innovation a pris place pour assurer l’étanchéité à l’air comme sur le plan matériau ou sur le

plan système, comme par exemple la technique de la cloison sèche pare-air (ADA).


REGARD SUR L’ENVELOPPE DU BÂTIMENT ET SON ÉVOLUTION – LES ANNÉES 1990

• Dans les années 90, il a été reconnue que l’approche systématique pour évaluer les

sytèmes d’étanchéité à l’air s’avérait plus que necessaire.

• Les travaux fut réalisés par le CCMC,

• La question de l’emplacement du système pare-air par rapport à l‘isolant thermique et

celle de la distribution des perméances à la vapeur d’eau des éléments fonctionnels ont

aussi été traité.


REGARD SUR L’ENVELOPPE DU BÂTIMENT ET SON ÉVOLUTION – APRÈS LES ANNÉES 1990

• Depuis les années 90, des problèmes sont survenus dans l’enveloppe du bâtiment dus

principalement à la pénétration d’eau et non pas la condensation, dus aux manquement

dans la conception où dans la mise en œuvre sur le chantier.

• Malgré l’avancement de la science du bâtiment (SB) et l’introduction de produits et

systèmes innovants, cette innovation et complexité amènent leur difficultés de contrôle

de la condensation pour les professionnels de la construction.

• Car on demande plus à cette enveloppe du bâtiment:

• Consommer moins d’énergie,

• Être durable,

• Assurer meilleur confort, etc


NEIL HUTCHEON

“Les conceptions des murs extérieurs des bâtiments ont rarement été développées de manière

systématique et rationnelle. Ils ont évolué lentement, au rythme des changements graduels des

modèles sociaux et économiques et des exigences environnementales.

Aujourd'hui, avec une architecture dynamique et de nombreux nouveaux matériaux, composants et

techniques de construction disponibles, un grand nombre de nouveaux modèles sont possibles.

Malheureusement, certains sont adoptés sans examen adéquat, et l'évaluation par le procès lent

par des méthodes d'utilisation du passé n'est plus adéquate.”


Neil Hutcheon, CBD #48

Conseil National de Recherche du Canada, 1963

REGARD SUR L’ENVELOPPE DU BÂTIMENT ET SON ÉVOLUTION - RÉFLEXION

• On ne peut pas construire avec les méthodes d’hier pour satisfaire les

exigences d’aujourd’hui.

• Un retour aux principes de base de sciences du bâtiment , pour bien

analyser les conceptions existantes, s’avère plus qu’utile afin de les

améliorer et surtout il faut avoir une approche holistique .


REGARD SUR L’ENVELOPPE DU BÂTIMENT ET SON ÉVOLUTION - STRATÉGIE

• Une gestion efficace de l’humidité afin de controller le transfert

de chaleur, d’air et d’humidité.

• Un manquement dans cette gestion peut avoir des effets

néfastes sur l’envelope du bâtiment.


Fuites d’air

Détérioration

Infiltration d’eau

Moisissures

Saleté déposé sur l’isolant

par fuite d’air

Givres

Pertes d’énergie

EXEMPLE DE DÉFAILLANCE DANS LE SYSTÈME PARE-AIR

MANQUE DE CONTRÔLE D’ÉCOULEMENT D’AIR ET DE LA DIFFUSION DE L’HUMIDITÉ ENTRE L’ESPACE INTÉRIEUR ET UNE CLOISON À DOUBLE RANGÉE DE POTEAUX COMMUNIQUANT AVEC UNE CAVITÉ FROIDE EN TOITURE

EXEMPLE DE DÉFAILLANCE DANS LE SYSTÈME PARE-AIR

Faible contrôle des écoulements de chaleur, d’air et d’humidité à

travers le mur = faible performance et durée de vie limitée

CONSTRUCTION ET CHANGEMENT CLIMATIQUE

Existe-t-il une relation entre la construction et les émissions des

gaz à effet de serre (GES) / le changement climatique?

EXISTE-T-IL UNE RELATION ENTRE CONSTRUCTION ET CHANGEMENT CLIMATIQUE

• Émissions de CO2 et consommation énergétique des bâtiments commerciaux (1991-2005)

• Un PétaJoule (PJ) correspond à l’énergie par plus de 9000 ménages en 1 année (à l’exclusion du transport).

CONSOMMATION D’ÉNERGIE ET ÉMISSIONS DE GES, 2013

CONSOMMATION D’ÉNERGIE

SECONDAIRE PAR SECTEUR

ÉMISSIONS DE GES PAR SECTEURS

oee.rncan.gc.ca/statistiques/public

Evolution de l’efficacité énregétique au Canada de 1990 à 2013


CONSOMMATION TOTALE D’ÉNERGIE SECONDAIRE ET CROISSANCE PAR SECTEUR (1990 – 2013)

ÉMISSIONS TOTALES DE GES ET CROISSANCE PAR SECTEURS (1990-2013)




RÉPARTITION DE LA CONSOMMATION D’ÉNERGIE DANS LE SECTEUR RÉSIDENTIEL

SELON L’UTILISATION, 2013




RÉPARTITION DE LA CONSOMMATION D’ÉNERGIE DANS LE SECTEUR COMMERCIAL

ET INSTITUTIONNEL SELON L’UTILISATION, 2013




• Consommation annuelle d’énergie

Source: SCHL Département du génie de la construction


• Profil de la consommation d’énergie - Tours d’habitations

Minimiser les fuites d’air et installer des bonnes fenêtres SVP!!


LA CONSTRUCTION ET LES ÉMISSIONS DES GAZ À EFFET DE SERRE

• Le phénomène des émissions de gaz à effet de serre est un sujet d’actualité auquel toute

la planète se penche afin de le réduire par des actions plus au moins concrètes.

• Au Canada, comme ailleurs, la construction occupe une place importante dans l’échiquier

des émissions de gaz à effet de serre.

• Le secteur de la construction est l’un des 4 principaux secteurs d’activité et qui

contribue à l’émission de près de 14% des émissions de GES et aussi l’énergie utilisée

contribue de près de 17%.


LE RÉCHAUFFEMENT PLANÉTAIRE ET LE CHANGEMENT CLIMATIQUE

LES EFFORTS DE CONSERVATION D’ ÉNERGIE AMÈNERONT 50% DE LA

RÉDUCTION!

RÉHABILITATION DES BÂTIMENTS EXISTANTS

• De nos jours, la réhabilitation des bâtiments occupe une place grandissante dans les

activités de conception et de construction au Canada.

• Des anciens édifices changent de vocation par exemple: anciennes écoles transformées

en condos, des usines en bureaux, des vieilles maisons en galeries d’art, etc.

• Ces changements exigent une meilleure performance de l’enveloppe, ce qui pose de

nouveaux défis:

• Minimiser les écoulements de chaleur, d’air et d’humidité à travers le mur.

• D’où, une stratégie intelligente et une évaluation du risque de réhabilitation s’imposent

pour une réhabilitation énergétique efficace.


RÉHABILITATION DES BÂTIMENTS EXISTANTS - CONSTRUCTION NEUVE VS RÉNOVATION DE L’EXISTANT AU QUÉBEC

RÉHABILITATION DES BÂTIMENTS EXISTANTS - CONSTRUCTION NEUVE VS RÉNOVATION DE L’EXISTANT AU QUÉBEC

RÉHABILITATION DES BÂTIMENTS EXISTANTS - AUGMENTATION DE LA PERFORMANCE ÉNERGÉTIQUE DE L’ENVELOPPE

• Pour une réhabilitation énergétique efficace, il faut avoir une approche

holistique. Tout d’abord, il faut maximiser la performance de l’enveloppe

avant même de toucher aux systèmes mécaniques ou autres et pour se

faire, il faut:

• Réduire au maximum les ponts thermiques.

• Éliminer les fuites d’air,

• Mieux isoler et se pencher sur la valeur Refficace et non pas sur Rnominale.

RÉHABILITATION DES BÂTIMENTS EXISTANTS - LES PONTS THERMIQUES (CONCEPTION JUSTE MOYENNE)

Département du génie de la construction Source: Morrison Hershfield

RÉHABILITATION DES BÂTIMENTS EXISTANTS - LES PONTS THERMIQUES (BONNE CONCEPTION)


RÉHABILITATION DES BÂTIMENTS EXISTANTS - LES PONTS THERMIQUES (MAUVAISE PERFORMANCE)


Dalle de balcon non isolée

RÉHABILITATION DES BÂTIMENTS EXISTANTS - LES PONTS THERMIQUES (MEILLEURE PERFORMANCE)


Bris thermique de la dalle de béton

RÉHABILITATION DES BÂTIMENTS EXISTANTS – ÉLIMINER LES FUITES D’AIR


RÉHABILITATION DES BÂTIMENTS EXISTANTS – AJOUT D’ISOLANT

• L’ajout d’isolant thermique sur l’extérieur d’une cavité

murale isolée peut:

• Réduire les ponts thermiques à l'encadrement.

• Augmenter la température de cette cavité, par temps froid, entraînant

une baisse potentiel de condensation dans la cavité murale.


RÉHABILITATION DES BÂTIMENTS EXISTANTS – AJOUT D’ISOLANT

• Ce qui suit porte sur une des études effectuée dans la maison

expérimentale (Installation d’essais des murs) du CNRC-Construction à

Ottawa. Cette étude porte sur l’effet de deux stratégies d’amélioration de

l’efficacité énergétique des murs et sur leur capacité de mouillage et

séchage.


RÉHABILITATION DES BÂTIMENTS EXISTANTS – AJOUT D’ISOLANT (EXEMPLE: LES PIVS)

Les isolants sous vide PIVs


RÉHABILITATION DES BÂTIMENTS EXISTANTS – AJOUT D’ISOLANT(PROPRIÉTÉ THERMIQUE)

Échantillon PIV

(15 mm)

Valeur R

(ft2hroF/BTU)

Conductivité

Thermique

(W/m.K)

PIV 39.9 0.00214

Propriétés moyennes

Densité: 261.2 kg/m3


PIV (15 mm)

XPS Extérieur (1”)

PIV en Sandwich

Ajustement par frottement

Rainure et languette (R&L)

Mur PIV R&L (M3)

PRE-ASSEMBLED PANEL:

XPS (½ in.)

VIP (25/32 in.)

XPS (½ in.)

INTERIOR

EXTERIOR

PRE-ASSEMBLED PANEL:

XPS (½ in.)

VIP (25/32 in.)

XPS (½ in.)

INTERIOR

EXTERIOR


Mur PIV R&L(M3)


Mur PIV à Clip(M2)


Clip

PIV en Sandwich

Clip

Neoprene

Mur PIV à Clip (M2)

PIV en Sandwich

PIV en Sandwich




M1-XPS uniquement M2 avec PIV (C-O) M3 avec PIV (R&L)

Wall with VIPWall with one VIP is

punctured Wall with VIP replaced

by XPS

Series1 53.784 45.876 30.468

20

25

30

35

40

45

50

55

60

R-V

alu

e (f

t2 hro

F/B

TU)

M3 (R&L) Wall with VIPWall with one VIP is

punctured Wall with VIP replaced

by XPS

Series1 55.361 47.503 31.545

20

25

30

35

40

45

50

55

60

R-V

alu

e (f

t2 hro

F/B

TU)

53,8 54,4 30,5

M2 (C-O) M1 avec XPS

Val

eur

R (

ft2hr˚

F/B

TU

)


CONCLUSION

• Il est donc impératif à ce que la construction soit constamment innovante dans la conception,

la construction et l’exploitation de l’environnement bâti afin de contribuer à la réduction de

ces gaz.

• Il est important de bien contrôler le processus complet de construction des bâtiments.

• Améliorer l’efficacité énergétique des bâtiments, entre autres par une meilleure isolation de l’enveloppe et

étanchéité à l’air ;

• Minimiser la quantité de matériaux utilisés ;

• Privilégier l’utilisation de matériaux et assemblages durables et nécessitant moins d’entretien ;

• Privilégier l’utilisation de matériaux nécessitant moins d’énergie pour leur fabrication et pour leur transport ;

• Privilégier l’utilisation de matériaux provenant de sources renouvelables et qui peuvent être récupérés ou

recyclés à la fin de leur cycle de vie.

MERCI Prof. WAHID MAREF

ÉCOLE DE TECHNOLOGIE SUPÉRIEURE – ÉTS MONTRÉAL

DÉPARTEMENT DU GÉNIE DE LA CONSTRUCTION

Courriel: [email protected]

TÉL. 1-514-396 8755


mailto:[email protected]



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