L’inertie calorique est la capacité d’un matériau à stocker et à redonner des températures positives ou de la fraîcheur. La conception bioclimatique doit pousser le constructeur à utiliser cette propriété physique. Lorsqu’il s’agit de revêtements isolants, l’inertie calorique peut être l’amie ou l’ennemie du bien-être… Et de la manière d’utiliser la matière énergétique.

Les capacités caloriques globales de la maison seront aisément influencées par cette possibilité de stockage de la chaleur et par la manière dont vous en tiendrez compte pendant de la conception. L’inertie calorique peut être une alliée pour augmenter le bien-être en période froide ou en été et pour abaisser la part de la matière énergétique qui est consommée par le chauffage ou la protection isolante.

isolantSi, au contraire, elle est oubliée ou mal contrôlée, elle peut être un ennemi de la facture d’énergie en vous apportant des dégradations à votre bien-être. En consommant énormément de matière énergétique, vous risquez de ne pas avoir chaud en période de froid et trop chaud en été. II est de ce fait primordial, de bien prendre en considération les diverses propositions envisageables, surtout quand il s’agit d’un projet d’architecture neuve. Si vous rénovez, il y a également des obligations que vous avez la possibilité d’adopter pour mettre à votre avantage les bienfaits de l’inertie calorifique.

Le système de l’inertie calorique

Avant toute, il est essentiel de savoir quels sont les systèmes caractérisant l’inertie calorifique. Selon l’effet espéré, beaucoup de propriétés physiques des éléments entrent en jeu. La 1ère d’entre elles est la capacité calorique. II s’agit du volume de chaleur théorique que peut intégrer un matériau en suivant les variations de sa masse ou de son volume. D’ordinaire, plus le matériau est dense, plus sa capacité calorique en volume est importante. Si on prend l’exemple du béton et la pierre, ce sont des matériaux qui présentent une grande masse volumique. Ils ont aussi une grosse capacité à stocker de la chaleur. Les matériaux n’ont pas tous les mêmes caractéristiques à ce sujet.

Essayer de connaître la capacité calorifique d’un matériau ne suffit pas. Car, il est important de savoir aussi comment la température est accumulée et à quelle vitesse. C’est pour cela que pour définir l’inertie calorique, on prend en compte une autre caractéristique physique qui est l’effusivité. C’est la rapidité à laquelle varie la chaleur de surface d’un matériau. Plus cette grandeur est importante pour une cloison, plus elle se réchauffera ou se refroidira vite. Si on prend l’exemple de l’hiver, cela peut générer la « sensation de mur frais ». Si l’on touche avec la main un matériau à grande effusivité, comme pour un métal, il paraît frais parce qu’il absorbe très vite la chaleur de la peau.

Il en est de même pour la diffusivité qui nous donne la vitesse de diffusion de la température non plus en dimension mais en interne du matériau. Plus elle est grande, plus le matériau se réchauffe ou se refroidi vite en son cœur.

Complexité de l’inertie calorifique

L’inertie calorifique est l’assemblage de toutes ces caractéristiques. Quand on les connaît, on est capable de s’en servir à son avantage pour contrôler les températures interne d’un gros-œuvre. Car, on apprend que l’inertie va générer des impacts de retard ou un déphasage entre les fluctuations de la chaleur interne et externe. Prenons l’exemple d’une cloison dense et non isolée. S’il fait frais à la face externe, il faudra un certain nombre de minutes pour que la cloison emmagasine du froid et le restitue à la face interne. Inversement, si l’on chauffe la face interne, il faudra un certain temps avant que la cloison absorbe la chaleur dégagée dans la pièce et se réchauffe à son tour.

On comprend ainsi que cette caractéristique physique des éléments a une grosse incidence à l’échelle d’une maison, uniquement en suivant les variations des matériaux employés. Si l’on souhaite isoler cette cloison, son inertie calorique affiche des possibilités importantes dès lors que l’on satisfait ses systèmes et qu’on les utilise correctement.

Isoler des murs minces

Prenons un autre cas pour mettre en lumière le déphasage, un gros-œuvre avec des murs minces, peu imposant et non isolés à la manière d’un abri en tôles par exemple. Mesurons la température du volume interne et comparons avec la température externe et notons les variations de chaleur. On peut voir que la courbe des températures internes évolue presque en même temps que celle de l’extérieur. En raison de la légèreté du matériau composant les cloisons, de sa minime cote d’épaisseur et de son importante effusivité, le froid, ou la température externe pénètre tout de suite en interne.

Les chaleurs externes et internes sont presque égales à tout moment. L’inertie est presque inexistante. Toute la matière énergétique utilisée pour réchauffer ou refroidir le lieu serait aussitôt éliminée.

Les matériaux d’isolation

Pour avoir une chaleur plus douce dans le volume interne de l’abri, on décide de mettre des plaques de l’élément isolant calorique. Que voit-on ainsi ? La variation de chaleur interne suit les variations de la chaleur externe, mais cette fois-ci avec une ampleur diminuée. La variation se crée à la même vitesse, néanmoins les chaleurs externe et interne sont décalées de quelques degrés. L’écart de chaleur est possible avec l’aide de la technique d’isolation.

Si on pouvait construire des murs importants en béton à la place des tôles, on peut se demander ce qui se passerait dans l’abri de jardin ? Son inertie calorique grossirait énormément, générant un déphasage important. Au cours de la journée et de la nuit, la chaleur interne aurait l’influence de la chaleur externe mais uniquement suite à un grand nombre d’heures, en raison de l’inertie des cloisons.
En juxtaposant aux murs lourds une protection isolante calorique par la face externe, l’abri de jardin pourrait allier et mettre à profit les 2 avantages de la diminution de l’amplitude de chaleur, avec l’aide de l’élément isolant, et du déphasage, avec l’aide de l’inertie du matériau composant les murs. La chaleur externe arriverait adoucie jusqu’à la face interne, seulement après beaucoup de temps.

Savoir gérer l’isolation naturelle

En été, une excellente inertie peut aider à absorber et d’amoindrir les pointes de température pour qu’elles soient plus acceptables. L’air conditionné n’est pas toujours nécessaire. Néanmoins, il est indispensable de bien gérer la sécurité solaire pour minimiser les apports pendant le jour. La nuit, l’aération doit être efficace pour évacuer la température et stocker le plus de fraîcheur qui, avec l’aide du déphasage, sera redistribuée dans le volume interne de l’habitat au cours de la journée. Le temps de déphasage idéal est de douze à treize heures.

Le déphasage est intéressant pour le bien-être d’été, avec l’aide du décalage de temps qu’il donne entre la variation de la source de chaleur et son effet de l’autre face de la cloison. Le décalage et la façon dont la température évolue dans une cloison en béton cellulaire en fonction des heures d’une journée d’été. On peut remarquer aussi qu’une cloison fine en bois, bien que normalement performante en isolation, apporte une minime inertie, ce qui est un risque en période de chaleur et exige des dispositions particulières, spécialement le choix de produits isolants disposant d’une excellente inertie calorique.

Contrôler l’inertie calorique

Beaucoup de facteurs sont en jeu dans l’inertie calorique. Les diverses propositions envisageables ont la possibilité d’avoir des résultats quelques fois très éloignés. Si on regarde un graphique, plus les courbes sont aplaties, plus l’inertie est bonne pour le bien-être calorique. On peut remarquer, en prenant un exemple, que la technique d’isolation par la face interne a des impacts peu sensibles sur l’inertie, parce qu’elle en annule un peu ses bienfaits.

Car, les courbes de chaleur sont presque superposables, ce qui veut dire qu’il n’y a presque pas de déphasage. La courbe la plus plate, de ce fait est synonyme de l’excellence pour le bien-être l’été, c’est celle qui correspond à une architecture à protection isolante répartie (monomur) avec aération nocturne. Dans ce cas, la température parvenue de la face interne de la cloison est très vite évacuée.

En hiver

En hiver, on trouve beaucoup de sources de chaleur gratuites ou à disposition pour la maison, dues aux appareils électroménagers, aux habitants et au rayons du soleil. II est important de chercher à stocker cette matière énergétique calorifique pour empêcher d’avoir recours au dispositif de chauffage habituel. C’est l’inertie d’absorption. De plus, la consommation faite par le chauffage est d’autant moins importante que le déphasage est grand. Lorsqu’un coup de froid survient, il n’est pas transmis aussitôt dans l’habitat, ce qui fait que le thermostat du dispositif de chauffage ne se met pas en route aussitôt. Les mises en marche du thermostat sont plus ponctuelles et étalées dans le temps.

Cependant, l’inertie peut être un risque dans un certain nombre de cas. En hiver, dans les habitations secondaires ou habitées par moment, il faut un certain nombre de temps pour faire monter la température des murs avant que l’air à l’intérieur ne se réchauffe à son tour. La demande en matière énergétique est ainsi plus forte au commencement de la chauffe pour un bien-être très limité. Quand les habitants s’en vont, alors que les murs ont stocké de la température, l’inertie joue encore son rôle, mais dans un habitat sans occupants.

En été, dans les régions où les nuits restent chaudes, spécialement en Ville, la température stockée le jour s’évacue péniblement la nuit. Si les journées torrides se suivent en période de canicule, les ossatures et l’asphalte des rues n’ont pas le temps de déstocker la nuit, la température accumulée la journée. Pour cela, il est très important de diminuer les apports de chaleur dû au soleil et de toujours sur-ventiler la nuit.

Les priorité pour gérer l’inertie calorique

En conclusion, une inertie acceptable doit combiner 3 propriétés :

  • Une forte capacité calorique (murs et parquets en bois ou planchers consistants en jonction avec l’air interne).
  • Conductivité importante et une grosse possibilité d’échange. Pour cela, optez pour une protection isolante par les faces externes avec une ossature et des parquets en bois ou planchers en béton.
  • Pour les murs, l’effet d’inertie commence à être sensible avec des pavés pleins d’une cote d’épaisseur mini de 7 centimètres… Ou des pavés creux d’une cote d’épaisseur au-dessus à 11 centimètre.

Les architectures en monomur, en béton cellulaire ou en terre cuite, d’une cote d’épaisseur au-dessus ou égale à 30 centimètres affichent aussi d’excellentes capacités en termes d’inertie calorique.