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LA MASSE THERMIQUE DANS LES MURS AU QUÉBEC, ÇAMARCHE ?On en entend parler, on en parle… La masse thermique, c’est quoi au juste?Sûrement pas une baguette magique pour résoudre tous nos problèmesénergétiques, mais un bon outil, à condition de bien savoir la comprendre etl’utiliser. Démystification.

On entend souvent parler de masse thermique dans le milieu de la construction. Cependant, mêmepour des professionnels aguerris, il est difficile de s’y retrouver dans l’ensemble des informationsfournies, tant ce qui est dit au sujet de la masse thermique peut souvent paraître contradictoire.

La masse thermique dans les bâtiments peut revêtir deux aspects : elle peut être intérieure (planchers,gypse, murs intérieurs, meubles, etc.) ou bien extérieure (murs horssol). La masse thermiqueintérieure est toujours importante à considérer dans les bâtiments, surtout pour les bâtiments solairespassifs, et un prochain article abordera cette question plus en détail. Pour la masse thermique dans lesmurs, il est important de bien savoir comment en tenir compte, car le rude climat québécois ne permetpas souvent  d’obtenir un effet bénéfice important sur l’efficacité énergétique de l’habitation.

 

Écohabitation   |   Benjamin Zizi   |   Publié le Jeudi, 12 juin, 2014  14:04

© Jeremy Levine Design, Creative Commons

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Mur en bois massif © Sybren A. Stüvel, Creative Commons

Avant toute chose, il faut bien comprendre ce quiest appelé « masse thermique » pour les mursextérieurs. Tous les matériaux sont capables destocker et restituer de la chaleur, mais à deséchelles différentes. Ainsi, les murs que l’onqualifie de murs massifs sont ceux qui sontconstruits avec des matériaux lourds, qui serontbien plus capables de stocker et restituer de lachaleur que les autres : béton, brique, terre, pierreou encore bois massif (contrairement aux murs enossature bois plus standards sur le marché).Cependant, ces techniques de construction ne sesuffisent pas à ellesmêmes. Par exemple, on nepourra pas parler de mur massif si l’on a un murconstitué de planches de bois de seulement 1pouce d’épaisseur. Attention donc, il faut rester trèsraisonnable sur l’effet de la masse thermique devos murs s’ils sont insuffisamment dimensionnés,d’autant plus que la masse thermique d’un murn’est pas un outil magique et ne pourra jamaiscompenser ses faiblesses en isolation.

Comment déterminer si son mur est massif ou non ?

Pour pouvoir parler de mur massif et aller chercher des bénéfices énergétiques, la limitegénéralement considérée à dépasser est un mur avec une capacité thermique de 1,06 kJ/m²K (6Btu/ft²°F). La capacité thermique d’un mur est la quantité d’énergie dont on a besoin pour augmenterla température d’une masse donnée de 1 degré. Pour les murs en bois massif, la règle du pouce pour les principales essences utilisées au Québecest de considérer une épaisseur minimale des murs de 7,5 pouces (profil rectangulaire) pour pouvoirprendre en compte la masse thermique. 

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Mur en pierres. © mckaysavage, Creative Commons

Pour aller plus loin, la capacité thermique du mur (critère le plus simple et pragmatique pour lesréglementations) n’est pas le seul critère qu’il faudrait prendre en compte. Cependant, ces autrescritères (effusivité, diffusivité, couleur, etc.) seront abordés dans un prochain article. 

 

Tout cela a l’air bien attrayant, mais avoir un mur avec de la masse « thermique », en quoi estceque ça peut aider pour sa performance énergétique ? Avoir un mur massique permet en réalitéde stocker la chaleur de son environnement lorsqu’elle est en excès, et de la restituer àl’intérieur de la maison lorsque le mur « réchauffé » est plus chaud que l’intérieur de la maison. Lesflux thermiques allant toujours des corps chauds vers les corps froids, il devient réellement intéressantd’avoir de la masse thermique avec beaucoup d’inertie (temps de diffusion de la chaleur dans le mur)dans les murs lorsque le flux s’inverse au cours d’une journée complète. On s’explique : si la nuit, il faitplus froid que la  température de confort intérieure de l’habitation, et le jour plus chaud, avoir un murconstitué de beaucoup de masse thermique, ça fonctionne! C’est pour cela que l’on peut observer desmurs épais constitués de briques ou de terre dans de nombreuses architectures traditionnelles toutautour du monde.

 

Pour mieux comprendre ce qui se passe, on peut observer l’exemple extrême d’un climat désertiquechaud où les températures peuvent varier de façon drastique entre le jour et la nuit. Avoir des mursavec une forte inertie thermique permet de trouver une répartition plus agréable des variations detempérature pour le corps humain. Le jour, la chaleur environnante prend un long moment avant deréchauffer le mur extérieur. Lorsque la chaleur a complètement traversé le mur et pénètre l’intérieur dela maison qui était jusqu’alors resté frais toute la journée, le soleil commence à se coucher. Le fluxthermique s’inverse alors avec la froideur nocturne : le mur continue à irradier de sa chaleur versl’intérieur, et commence à perdre sa chaleur à l’extérieur durant toute la nuit. Le matin, un nouveaucycle recommence. Tout l’avantage de la masse thermique réside ici : maintenir la chaleur diurne dansl’habitation pour la fraicheur nocturne, et inversement.

L’exemple précédent est toutefois très théorique pour le Québec, car la masse thermique commenceraà ne plus avoir d’effet dès que l’on s’éloignera de ce schéma de 12 heures de déphasage. Pendant lerude hiver québécois, le flux thermique est en permanence de l’intérieur vers l’extérieur. Dans ce cas,le mur ne se réchauffe jamais assez, et passe son temps à perdre sa chaleur vers l’extérieur. Lamasse thermique n’est dans ce cas d’aucune utilité, hormis pour absorber les pics de consommationdu bâtiment. Durant ces périodes, on est heureux d’avoir des murs avec une forte isolation pourmaintenir les températures intérieures à un niveau confortable.

C’est pourquoi jusqu’à maintenant, l’effet bénéfique de la masse thermique n’était que très peu ou pasreconnu pour les climats nordiques par les réglementations qui en tiennent compte  (InternationalEnergy Conservation Code – IECC  2003 à 2009 entre autres). Dans ces réglementations, la massethermique des murs est considérée différemment selon la zone climatique : elle est valorisée pour lesclimats chauds, et minimisée pour les climats froids. Selon les anciennes versions du IECC, il n’étaitpas possible de tenir compte de l’effet de la masse thermique pour la zone 7 qui concerne la majoritédu territoire québécois, et l’effet était très mineur pour la zone 6 (les villes les plus au sud et sudest).

Tout sur les zones climatiques internationales

Pour plus de détails concernant la prise en compte de la masse thermique dans les murs debois massif ou autres types de constructions massives, n’hésitez pas à contacter notreservice Consultants Écohabitation. 

Les zones climatiques sont déterminées par chiffres de 1 à 8 selon leurs degrésjours de chauffage etde réfrigération, et par lettres selon certains critères d’humidité : C pour un climat marin, B pour unclimat sec, et A pour un climat qui n’est aucun des deux.

 Au Québec, la plupart des territoires sont situés en zone 7 audessus des 5000 degrésjours dechauffage (Bagotville, Québec, Rimouski, SeptÎles, Shawinigan, SaintJérôme, SainteAgathedesMonts, Thetford Mines, Vald’Or, etc.), mais de nombreuses villes sont tout de même dans la zone 6(Montréal, Drummondville, Granby, Sherbrooke, TroisRivières, Valleyfield, etc.). Selon les sources, ilest possible de trouver certaines villes dans une zone ou l’autre, c’est vrai par exemple pourSherbrooke ou encore TroisRivières. Ceci s’explique par la précision de la conversion entre 65°F et18°C.Au niveau international, on peut constater que certains états américains et pays européens quivendent leurs produits tablent souvent sur la masse thermique. Attention à bien soupeser cesinformations, car elles sont souvent exagérées ou basées sur des zones inférieures à celles duQuébec.

 

À ce stadeci de la lecture, la plupart des constructeurs de maisons avec des murs massifs aurontsauté au plafond, les occupants avec eux, et les futurs occupants également. Effectivement, un desprincipaux arguments pour le choix de murs avec de la masse thermique au Québec est le confortthermique qu’ils apportent. Nous avons une bonne nouvelle pour ces genslà : même si la massethermique a un plus petit effet dans nos zones climatiques froides, elle existe tout de même belet bien! De nombreux tests ont notamment été effectués par le Oak Ridge National Laboratory pourcomparer les performances de murs massifs par rapport à des murs standards, soumis à desfluctuations de température, pour mieux prendre en compte les effets de l’inertie thermique des murs,contrairement aux normes de tests habituelles. Les murs massifs ont été plus performants,dépendamment bien sûr de leur épaisseur, de leur composition, de leurs matériaux, du climatreproduit, etc. Cela s’est traduit concrètement par des facteurs de correction qu’il est possibled’appliquer aux modes de calculs standards.

Outre le fait que de plus en plus d’études et d’outils permettent de quantifier les effets dynamiques dela masse thermiques sur la performance énergétique, les réglementations mentionnées cidessus(notamment IECC) ont effectué un vrai virage pour leur dernière version de 2012, et indiquentun plus grand effet de la masse thermique pour la zone climatique du Québec. À ce jour, nousn’arrivons pas à expliquer ce virage net à Écohabitation, même si on ne passe que de zéro à un peud’effet… L’explication la plus probable est que la lumière des nouvelles études ait pu aider à changerles réglementations. Toujours estil qu’il est désormais possible de prendre en compte la massethermique des murs pour certains types de construction, avec une amélioration de la performancedes murs jusqu’à 25% de leur résistance thermique au Québec.

Nous sommes actuellement en discussion avec des consultants américains spécialisés enconstructions de bois massif, qui sont les constructeurs les plus concernés par la bonne prise encompte de la masse thermique au Québec. Nous étudierons prochainement l’effet de la massethermique sur la performance énergétique de ces types de construction spécifiques.

 

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