Brevet FR2609483A1 — publié le 19880715

MAISON D'HABITATION A ISOLATION THERMIQUE ANELIOREE DESCRIPTION L'invention concerne une maison d'habitation dont la conception nouvelle lui procure des caractéristiques énergétiques, notamment d'isolation thermique, particulièrement élevées. Dans la conception actuelle des maisons d'habitation, l'isolation thermique constitue une préoccupation importante. Cependant pour améliorer l'isolation, Les constructeurs se préoccupent essentiellement du choix des matériaux utilisés, de sorte que l'isolation thermique de la maison dépenc seulement de ce choix. En réalité, s'il est bien certain que L'isolation d'une maison dépend en grande partie du choix des matériaux qui la constituent, elle dépend également de La manière selon laquelle ces materia x sont assemblés et, plus précisérrent, de la réalisation des jonctions entre tes composants de natures différentes qui sont utilisés par exemple pour fabriquer Les parois extérieures, le plancher, le plafond et Les équipements d'ouvertures oe la maison DaFs Les constructions actuelles, dites "traditionneLles", les constructeurs n'apporter-t aucun soin particulier a la réalisation de ces jonctions, de sorte que des ponts thermiques parfois très importants sont créés, et cela quelles que soient les caractéristiques d'isolation thermique des matériaux utilisés par ailleurs.Il en résulte que les qualités propres des matériaux existant actuellement re sont pas exploitées a' mieux par Les constructeurs. Lo présente invention a principalement Dour objet une maison d'haoitation dont la réalisation s'appuie sur L'utilisaticr de matériaux présentant de très bonnes caractéristic;es d'isolation thermique et dans laquelle les jonctions entre Les différents composants utilisés sont réalisées d'une tanière telle que les ponts thermiques existant habituellement à L'enlacement de ces jonctions sont pratiquement supprimes. L'invention a aussi pour objet une maison d'habitation dont La fabrication peut être envisagée de façon rationnelle et à moindre cout par rapport aux constructions existantes. Conformément à l'invention, ces résultats sont obtenus grâce à une maison d'habitation comportant un volume habitable équipé de moyens de chauffage et de moyens de renouvellement de L'air contenu dans ce volume, Ledit volume habitabLe étant dé Limité entre des parois extérieures pourvues d'ouvertures, un plancher bas et un plafond surmonté d'un toit, les parois étant prolongées vers le bas en-dessous du plancher par des foncations, cette maison étant caractérisée en ce que - Les parois ainsi que les fondations sont constituées d'un coffrage thermiquerent isolant rempli de béton, ce coffrage formant dans Lesdites parois et dans les fondations une barrière d'isolation extérieure commune et une barrière d'isolation intérieure commune, - le plancher bas repose sur Les fondations sans rouvre la barrière d'isolation extérieure commune aux parois et aux fondations, et comprend au moins une partie inférieure thermiquement isolante constituant une barrière d'isolation inférieure en contact avec et recouvrant en totalité la barriere d'isolation intérieure des fondations, - le plafond comprend une couche supérieure thern.iouement isolante constituant une barrière d'isolation supérieure en contact avec et recouvrant en totalité la barrière d'isclation intérieure des parcis, - chaque ouverture est délimitée au moins en partie par une barrière de jonction thermiquement isolante reliart Les barrières d'isolation intérieure et extérieure des parcis, et comprend un châssis monté dans une entaille foré sur L'épaisseur de la barrière d'isolation intérieure, sur une profondeur supérieure à celle de La barrière de jonctior. Une tel Le maison peut comprendre en outre au moins un plancher haut qui repose sur les parois sans rompre leur barrière d'isolation extérieure, et comprend au moins une partie inférieure thermiquement isolante en contact avec et recouvrant en totalité la barrière d'isoLation intérieure des parois située en-dessous de ce pLancher haut. Selon un autre aspect intéressant de L'invention, on utilise de préférence comme moyen de chauffage des filFs rayonnants intégrés au plafond de La maison. Ce mode de chauffage par rayonnement permet de maintenir L'air contenu dans le volume habitable pratiquement statique, à la différence des moyens de chauffage traditionnels utilisant des convecteurs ou des radiateurs. De plus, au Lieu de chauffer l'air ambiant comme ces moyens de chauffage traditionneLs, Le chauffage par fils rayonnants agit directement sur les objets et les personnes présents dans La maison, ce qui permet de réduire de façon sensible la dépense énergétique.Etant donné que les objets et personnes présents dans la maison chauffent eux-mêmes l'air ambiant par rayonnement, il est clair que cette caractéristique relative au chauffage par rayonnement se combine avantageusement avec La suppression des ponts thermiques pour procurer à moindre frais une ambiance agréable à l'interieur de la maison. Le chauffage par films rayonnants n'entrarnant pas par lui-meme un déplacement de L'air ambiant, le renouvellement de cet air peut etre limité à la seule quantité nécessaire. En particulier, les moyens de renouvellement d'air comprennent de préférence des bouches d'entrée d'air et d'extraction d'air permettant un taux de renouvellement d'air qui augmente avec L'hygrométrie de L'air. Etant donné que L'hygrométrie augmente notamment lorsque des personnes sont présentes à L'intérieur de La maison, un renouvelLement rapide de l'air est ainsi assuré seulement Lorsque cela est nécessaire. Par ailleurs, on a t'habitude d'assurer L'isolation thermique des maisons individuelles en équipant toutes les ouvertures vitrées de double vitrages, quelle que soit leur exposition. En pratique, Lorsque L'exposition de certaines de ces ouvertures vitrées est particulièrement favorable, cela conduit en réalité à ne pas bénéficier d'un apport de chaLeur par rayonnement qui pourrait contribuer au chauffage du volume habitable.Pour tenir compte de cette observation et selon un autre aspect de L'invention, les ouvertures vitrées de la maison selon L'invention sont à simple vitrage lorsque leur exposition procure au volume habitable ur apport de chaleur moyen par rayonnement supérieur à la dépercition moyenne résultant de la fuite thermique d'un simple vitrage, les autres ouvertures vitrées etant à double vitrage. Un exemple de réalisation de L'invention va maintenant être decrit, à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective éclatée représentant schématiquement une maison d'habitation réalisée conformément à L'invention, - les figures 2a et 2b sont des vues en coupe verticale représentant à plus grande échelle La réalisation conformément à L'invention de la jonction entre L'une des parois extérieures de la maison et le plancher bas de celle-ci, respectivement sans vide sanitaire et avec un vide sanitaire, - la figure 3 est une vue comparable aux figures 2a et 2b représentant la jonction entre une paroi extérieure de la maison et un plancher haut ou un plancher intermédiaire de celleci, dans Le cas où la maison comporte un tel plancher, - les figures 4a et 4b s=nt egalement des vues en coupe verticale représentant à grande échelle la jonction entre L'une des parois extérieures de La maison et Le plafond conformément à L'invention, respectivement dans le cas d'un plafond horizontal sous combles et d'un plafond rampas sous toiture, et - La figure 5 est une vue en coupe horizontale d'une paroi extérieure, à L'emplacemer d'une ouverture telLe qu'une fenêtre. La figure 1 représente à titre d'exemple nullement liritatif une maison de plain-pied 10 comprenant des fondations 12, des parois verticales extérieures 14 situées dans le prolongement des fondations 12, un plancher bas 16, un plafond haut 18 et un toit 20. L'expression "parois extérieures" désigne ici indifféremment les parois qui sont directement en contact avec l'atmosphère extérieure et les parois en contact avec un local non chauffé extérieur au volume habitable délimité par ces parois 14. Comme on Le verra ultérieurement, le volume habitable délimite entre les parois 14, le plancher 16 et le plafond 18 est chauffé et l'air contenu dans ce volume est renouvelé par des moyens particuliers. En outre et de façon habituelle, ce volume habitable est partagé en différentes pièces par des cloisons intérieures 22 dont la réalisation peut etre faite par tout moyen connu. Il est à noter que la mise en oeuvre de l'invention n'ir.nose aucune contrainte architecturale particulière. En particulier, le plan de la maison 10 peut etre quelconque et celle-ci peut indifféremment etre de plain-pied ou comporter un ou clusieurs étages sans sortir du cadre de l'invention. Comme on L'a mentionné precédemment, L'invention consiste tout d'abord à choisir parmi les matériaux existants ceux qui présentent des caractéristiques d'isolation thermique et de facilité de mise en oeuvre particulierement bonnes. Ensuite, et oe façon essentielle, les différents composants sont assemblés ave un soin particulier, afin que les ponts thermiques Localisés habituellement aux jonctions entre les différents composants scient pratiquement supprimés. Sur les figures 2a et 2b, on vcit que les fondations 12 ressent sur une semelle de béton 24. Les fondations 12 ainsi que les parois extérieures 14 qui les surplombent sont réalisées de la meme manière et d'un seul tenant, afin qu'il n'existe aucune discontinuité entre ces deux parties de la construction. De façon plus précise, Les fondations 12 comme Les parois extérieures 14 sont construites en coulant du béton 26 dans des blocs de coffrage 28 réalisés en un matériau thermiquement isolant tel que du polystyrène. De cette manière et comme L'illustrent bien les figures 2a et 2b, les fondations 12 comme les parois extérieures 14 présentent une barrière d'isolation extérieure commune 28a et une barrière d'isolation intérieure commune 28b. A titre d'exemple nullement limitatif, les blocs de coffrage 28 peuvent être Les bLocs commercialisés sous les rauques THERMOPAK et ISORAST. IL est à noter que l'utilisation de cette technique permet de réaliser en une seule opération la superstructure, l'infrastructure et L'isolation de la raison. De plus, l'isolatio. est obtenue sous la forme d'une double barrière, y compris dans les fondations, sans aucune discontinuité ou rupture de l'isolation, de la semelle de béton 24 jusou'au toit 20 de la maison. Selon La nature du terrain, la raison peut être construite sans vide sanitaire ou au contraire avec un vide sanitaire. Les figures 2a et 2b illustrent respectivement ces deux situations. Dans le cas de La figure 2a qui concerne une maison sans vide sanitaire, Le plancher bas 16 repose cirectement sur le sol, de la manière habituelle. Ce plancher n'a alors pas besoin d'être autoportant. Il comprend notamment, corre L'illustre la figure 2a, une partie inférieure 16a theriricuement isolante constituée par exemple par une plaque de poLystyrène incompressible ou de polyuréthane. Cette plaque 16a est surmontée d'une dalle de béton ordinaire 16b sur laquelle est placé Le revêtement c,e sol (non représenté), selon les procédés habituels. Conformement à une caractéristique essentielle de L'invention, La jonction entre Le plancher bas 16 et l'ensemble homogène fcrmé par Les fondations 12 et les parois extérieures 14 est réalisée de façon à supprimer totalement les ponts thermiques qui existent généralement à cet endroit. En premier lieu, ce résultat est obtenu par le fait qu'à aucun endroit La barriere d'isolation extérieure 28a commune aux fondations 12 et aux parois 14 n'est traversée ni rême entamée par Le plancher 16. Cette barrière 28a n'est donc pas rompue à la jonction entre le plancher 16 et L'ensemble formé par les fondations et Les parois extérieures. De plus, La partie inférieure therriquement isolante 16a du plancher recouvre en totalité La barrière intérieure 28b des fondations 12, en étant directement en contact avec cette barrière 28b. Tout pont thermique est ainsi évité à l'er.alacement de ta jonction entre le volume habitable situé à L'intérieur de la maison et le soL situé sous la maison. Dans le cas représenté sur La figure 2b o La maison est construite sur un vide sanitaire 30, on retrouve les caractéristiques essentielles de L'invention qui viennert d'être décrites en se référant à la figure 2a en L'absence de vide sanitaire. La seule différence, en elle-même classique, concerne la nécessité pour le plancher bas d'une maison construite sur vide sanitaire d'être autoportant. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 2, cette caractéristique supplémentaire est obtenue en réalisant en totalité le plancher 16 en béton cellulaire. Il es rappelé que le béton cellulaire ésente de bonnes caractéristiques d'isolation thermique. Par ailleurs, on voit sur la figure 2b que la jonction entre Le plancher 16 sur vide sanitaire et l'ensemble constitué par tes fondations 12 et les parois extérieures 1L qui les surmontent est réalisée ici encore sans que le barrière d'isolation extérieure 28a de cet ensemble soit rompue ou endommagée et ce telle sorte que la barrière d'isolation constituée par Le plancher 16 en béton cellulaire recouvre en tout point la barrière d'isolation intérieure 28b des fondations 12, en étant en contact avec cette barrière. On supprime ainsi les ponts thermicues à l'emplacement de cette jonction, de la même manière que dans le cas de la figure 2a. Comme on l'a représenté sur la figure 3, Lorsque la maison comprend un plancher haut 32, La jonction entre ce plancher haut 32 et Les parois extérieures 14 de La maison est realisée de la même manière que La jonction entre Le plancher bas et l'ensemble formé par Les fondations et les parois extérieures. Dans L'exemple de réalisation représenté sur La figure 3, Le plancher haut 32 comprend une partie inferieure thermiquement isolante constituée par exemple par des hourdis en polystyrène 32a surmontés d'une dalle de béton 32b. Dans La pratique, le plancher 32 peut également être réalisé en béton cellulaire, de la même manière que Le plancher 16 sur La figure 2b. De La même manière que pour Les planchers bas, la jonction entre Le plancher haut 32 et les parois extérieures 14 est réalisée dé telle sorte que la barrière d'isolation extérieure 28a de ces parois n'est ni rompue ni même entamée par le plancher 32. De plu5, la partie inférieure thermiquement isolante constituée par les hourdis 32a recouvre pratiquement en totalité la partie de la barrière therriquement isolante 28b situee en-dessous du plancher haut 32, en étant en contact avec cette barrière. On évite ainsi la création de ponts thermiques ç l'empLacement de cette jonction. Sur les figues 4 et 4b, on a représenté deux variantes de réalisation de la jonction entre le plafond et les parois extérieures de la maison, selon que ce plafond est horizontal et situé sous combles ou qu'il s'agit d'un plancher rampant situe directement sous La toiture. Dans Le cas d'un plafond horizontal 18 surmonté de combles 34 comme L'illustre La figure 4a, ce plafond peut être formé de plaques de platre 18a surmontées d'une couche en un matériau thermiquement isolant 18b. Cette couche 18b peut notamment être constituée de laine de roche projetée sur les plaques 18a depuis les coules 34, comme l'illustre la figure 4a. IL peut aussi s'agir d'un autre matériau isolant tel que de La laine de verre. Dans les deux cas, conformément à une autre caractéristique essentielle de L'invention, la couche de matériau isolant 18b est placée de telle sorte qu'elle recouvre pratiquement en totalité le bord supérieur de La barrière d'isolation intérieure 28b des parois extérieures de la maison. De cette manière, tout pont thermique est également supprimé à La jonction entre Le plafond 18 et Les parois extérieures 14. Comme l'illustre la figure 4b, dans le cas où le plafond est un plancher rampant situé directement sous la toiture 20, ce plafond 18 est constitue par exemple de plaques de plâtre 18a fixées directement entre les poutres et sur lesquelles est placé un matériau isolant tel que de la laine de verre rigide ou semi-rigide 18b. Conformément à l'invention, ce matériau isolant 18b recouvre pratiquement en totalité la barrière d'isolation intérieure Z8b des pa-ois extérieures de la maison, en étant en contact avec Le bord supérieur de cette barrière. Ici encore, le pont thermique qui existe habituellement entre le plafond et les parois extérieures de la maison est pratiquement supprimé. Dans les deux variantes de réalisation représentées sur les figures 4a et 4b, la triture 20 est réalisée de façon entièrement traditionnelle ce sorte qu'aucune descripticn particulière n'en sera faite. Pour compléter la desrription, on a représenté sur la figure 5, en section partielle, la réalisation d'une ouverture telle qu'une porte, une fenêtre ou une porte-fenêtre dans l'une des parois extérieures 14 de La maison. Sur les figures 1 et 5, cette ouverture est désignée de façon générale par la référer=e 36. Comme l'illustre cette figure, les blocs de coffrage 28 thermiquement isolants utilisés pour déLimiter L'ouverture 36 dans la paroi extérieure 14 comprennent, en pLus des barrières d'isolation extérieure 28a et intérieure 28b, une barrière de jonction 28c délimitant l'ouverture 36 et reliant les barrières 28a et 28b. Conformément à l'inve-tion, des entailles 38 sont formées dans ces blocs de coffrage 28, sur toute L'épaisseur de la barrière d'isolation interieure 28b et sur une profondeur supérieure à l'épaisseur de la barrière de jonction 28c. Le chassies 40 de la fenetre ou de la porte 42 est monté et fixé dans ces entailles 38 comme L'illustre La figure 5. Cet agencement permet ici encore de supprimer pratiquement totalement les ponts thermiques qui sont généralement crees à la jonction entre Les châssis des portes et des fenêtres et Les parois extérieures des maisons d'habitation. Grâce aux caractéristiques qui viennent d'être decrites en se référant aux figures 2a à 5, on délimite entre les parois extérieures 14, le plancher bas 16 et le plafond 18 de la maison un volume habitable entièrement clos et dont les caractéristiques d'isolation thermique par rapport à l'extérieur résultent à la fois des caractéristiques propres des différents composants utilisés et de la suppression des ponts thermiques aux jonctions entre ces composants. Comme on l'a représenté sur la figure 5, La finition de la maison conforme à l'invention est réalisée par ailleurs de manière traditionnelle, par exemple er doublant intérieurement les parois extérieures 14 par des panneaux de plâtre 44. Pour simplifier, ces panneaux n'ont pas été représentés sur les figures 2a à 4b. De préférence, on équipe une maison d'habitation réalisée de la manière qui vient d'etre décrite d'un chauffage par films rayonnants disposés de préférence dans le plafond 18 ou, le cas échéant, dans le plancher 16. Comme l'illustrent les figures 4a et 4b, lorsque le filer rayonnant est placé dans le plafond 18, ce film 18c est interposé entre les plaques de plâtre 1Ei et le matériau isolant 18b. Ce système de chauffage a pour avantage de ne pas chauffer L'air contenu à L'intérieur de la maison mais de chauffer directement par rayonnement les personnes et les objets. IL en résulte que la sensation de chaleur ressentie par les personnes présentes dans la maison est immédiate, sans pour autant que la température de L'air soit très élevée. De plus, l'utilisation de ce système de chauffage, contrairement aux systèmes utilisant des convecteurs ou des radiateurs, ne conduit pratiquement à aucun vuvement de l'air ni à aucun brûlage des poussières à L'intérieur de L'habitation. En particulier, il n'y a pas de courant d'air qui fasse monter La poussière du sol. L'air reste donc pratiquement propre. Par conséquent, la nécessité de renouvellement de l'air contenu dans le volume habitable est moindre par rapport aux autres systèmes de chauffage. Compte tenu de cette dernière caractéristique, on utilise de préférence un système permettant de renouveler l'air du volume habitable dans des proportions qui varient selon l'hygrométrie de l'air. Plus précisément, comme l'illustre en particulier la figure 1, ce système comprend des bouches d'entrée d'air 46, des bouches c'extraction d'air 48, et un ventilateur 50. Les bouches 46, 4E sont équipées de filtres sensibles å l'hygrométrie de façon à se fermer lorsque le taux d'humidité est inférieur à une valeur limite voisine par exemple de 40X. Ces bouches s'ouvrent progressivement lorsque le taux d'humidité augmente, pour être complètement ouvertes lorsque ce taux atteint environ 75X. Une telle installation de renouvellement de l'air, commercialisée sous la marque ALDES, permet de limiter les déperditions caloriques résultant du renolvellement de l'air ambiant au strict nécessaire. En effet, ce renouvellement n'est effectivement nécessaire que lorsque des personnes sont présentes a L'intérieur de La maison, ce qui implique une augmentation de l'hygrométrie de L'air ambiant. Le recours aux installations de chauffage par rayonnement et de ventilation à hygrométrie contrôlée se combine avec la réalisation particulière de l'isolation décrite précédemrent pour conduire à l'obtention d'une maison dont les dépenses de chauffage et de production d'ea' chaude sont très sensiblement réduites par rapport aux constructioris traditionnelles actuelles. Selon un autre aspect intéressant, dans une même maison, Les ouvertures vitrées 36 sont équipées de vitrages simples ou doubles selon leur exposition particuliere. Le choix entre ces deux solutions est déterminé par comparaison entre L'apport de chaleur moyen par rayonnement procure par une ouverture à simple vitrage et la deperdition moyenne résultant de la fuite thermique d'une telle ouverture. Dans Le cas où l'apport de chaleur moyen est supérieur à La déperdition moyenne, compte tenu de l'expositio-, on utilise de préférence des fenêtres ou des portes vitrées à simple vitrage. Au contraire, lorsque l'exposition des feutres ou des portes vitrées conduit à un bilan inverse, on utilise des double vitrages. Ce choix entre les simples et double vitrages, qui doit se faire dans chaque cas particulier, conduit ecalement à améliorer le bilan thermique de la maison. REVENDICATIONS 1. Maison d'habitaticr. comportant un volume habitable équipé de moyens de chauffage (18c) et de moyens (46, 48, 50) de renouvellement de L'air contenu dans ce volume, ledit volume habitable étant déliiité entre des parois extérieures (14) pourvues d'ouvertures (36), un plancher bas (16) et un plafond (18) surmonté d'un toit (20), les parois étant prolongées vers le bas en-dessous du plancher (16) par des fondations (12), cette maison (10) étant caractérisée en ce que - Les parois ainsi cJe les fondations sont constituées d'un coffrage (28) thermiojement isolant rempli de béton (26), ce coffrage forant dans lesdites parois (14) et dans les fondations (12) une barrière d'isolation extérieure commune (28a) et une barrière d'isolation intérieure commune (28b), - le plancher bas (16) repose sur les fondations (12) sans rompre la barrière d'isolation extérieure commune (28a) aux parois et aux fondations, et comprend au moins une partie inférieure thermiquement isolante constituant une barrière d'isolation inférieure (16a, 16) en contact avec et recouvrant en totalité la barrière d'isolation intérieure (28b) des fondations (12), - le plafond (18) comprend une couche supérieure thermiquement isolante constituant une barrière d'isolation supérieure (18b) en contact avec e recouvrant en totalité la barrière d'isolation intérieure (28b) des parois, - chaque ouverture (36) est délimitée au moins en partie par une barrière de jonction (28c) thermiquement isolante reliant Les barrières d'isolatior. intérieure (285) et extérieure (28a) des parois, et comprend un châssis (40) monté dans des entailles (38) formées sur toute l'épaisseur de la barrière d'isolation intérieure (28b) et sr une profondeur supérieure à celle de la barrière de jonction (28c). 2. Maison selon la revendication 1, caractérisée er ce qu'elle comprend au mci ns un plancher haut (32) qui repose sur les parois sans rompre leur barrière d'isolation extérieure (28a) et comprend au moins une partie inférieure (32a) thermiquement isolante au contact avec et recouvrant en totalité La barrière d'isolation interieure (28b) des parois située eî-dessous de ce plancher haut. 3. Maison selon L'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les moyens de chauffage sont constitués par des films rayonnants (18c) intégrés au moins au plafond (18). 4. Maison selon L'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les moyens de renc~vellement d'air comprennent des bouches d'entrée d'air (46) et d'extraction d'air (48) permettant un taux de renouvellement d'air cji augmente avec L'hygrométrie de l'air. 5. Maison selon L'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que certaines au moins des ouvertures (36) etant vitrées, ces ouvertures vitrées sont à simple vitrage lorsque leur exposition procure au volume habitabLe un apport de chaleur moyen par rayonnement supérieur à la déperdition moyenne résultant de la fuite thermique d'un simple vitrage, les autres ouvertures vitrées étant à double vitrage.