Énergie grise et isolation thermique
On cherche à comparer l'énergie grise consommée en quelque sorte par un isolant thermique avec le gain énergétique (énergie économisée) qu'il procure une fois mis en œuvre. Pour cela on considère :
Un mur de façade en maçonnerie de 20 cm d'épaisseur, conductivité thermique = 0,90
Un isolant thermique type laine de de verre semi rigide.
L'énergie grise (rappel : énergie nécessaire à la fabrication, transports, mise en œuvre et gestion du déchet) d'une laine de verre (conductivité = 0,032) semi rigide vaut environ 41 MJ par kilo ; sa densité est de 33 kg/m3.
Question
1- Quelle est la valeur de l'énergie grise (exprimée en kWh) par cm d'épaisseur de un m2 de surface d'un tel isolant ?
1 cm d'une surface de 1 m2 pèse
kg et contient donc
Joules
soit 3 758 Wh ou 3,758 kWh (rappel : 1 Wh = 3600 Joules)
On fournit le graphe suivant où l'on compare en fonction de l'épaisseur « e » en cm de l'isolant thermique mis en œuvre sur le mur en maçonnerie :
L'énergie grise de l'épaisseur d'isolant mis en œuvre en Wh
Les pertes ou déperditions thermiques annuelles en Wh au travers d'un m2 de mur (base DJU = 2400) en fonction de l'épaisseur de l'isolant
Les gains énergétiques en Wh par rapport au mur en maçonnerie nu et non isolé (pertes du mur non isolé moins pertes du mur isolé)
Question
2- Quelle est la bonne expression pour exprimer en Wh les déperditions énergétiques (D) au travers d'une surface S de un m2 de paroi de résistance thermique R sur une année de chauffage ?
A-
B-
C-
C est la bonne expression.
A est fausse entre autre dans la mesure où les déperditions ne sont pas proportionnelles à la résistance thermique ! La réponse B utilise correctement la résistance thermique et les DJU mais oublie de considérer qu'il y a 24 heures dans une journée ...C est la bonne expression. A est fausse entre autre dans la mesure où les déperditions ne sont pas proportionnelles à la résistance thermique ! La réponse B utilise correctement la résistance thermique et les DJU mais oublie de considérer qu'il y a 24 heures dans une journée ...
Question
3- Calculer alors la résistance thermique d'un m2 de mur en maçonnerie non isolé et les déperditions thermiques annuelles correspondantes en Wh ?Calculer alors la résistance thermique d'un m2 de mur en maçonnerie non isolé et les déperditions thermiques annuelles correspondantes en Wh ?
R = résistance de surface + Résistance du mur =
Les déperditions annuelles alors valent :
Wh ou 146,8 kWh
Question
4- Comment s’exprime la résistance thermique du mur en fonction de l’épaisseur « e » en cm de l’isolant mis en place (dont la conductivité vaut pour rappel 0,032) ?comment s’exprime la résistance thermique du mur en fonction de l’épaisseur « e » en cm de l’isolant mis en place (dont la conductivité vaut pour rappel 0,032) ?
A-
B-
C-
Réponse C.
L'épaisseur est à rentrer en mètres dans l'expression de la résistance thermique.
Question
5- A partir du graphique, comment peut-on qualifier le gain énergétique en fonction de l'épaisseur de l'isolant ?
A- Il est proportionnel à l'épaisseur de l'isolant ?
B- Il est important dans les 10 premiers cm d'isolant thermique
C- Il n'augmente quasiment plus au delà d'une certaine épaisseur ?
Réponses B et C
Question
Sur le graphique, à partir d'une épaisseur de 38 cm d'isolant thermique, on constate que l'énergie grise (courbe grise) devient supérieure au gain énergétique (courbe verte) ; peut-on en déduire pour autant qu'au final on « dépense » plus d'énergie (énergie grise) qu'on en gagne (gain énergétique) ?
Non.
L'énergie grise est calculée pour l'ensemble du cycle de vie du matériau ; le gain énergétique pour une seule année de chauffage... Sur l'ensemble du cycle de vie, ce gain serait à multiplier par le nombre d'années durant lesquelles l'isolant thermique remplit sa fonction.
