Brevet FR3011258A1 — publié le 20150403

Bâtiment avec béton isolant La présente invention concerne, de façon générale, le domaine de l'isolation thermique des bâtiments. Les normes et les règles concernant la performance thermique des bâtiments visent à réduire au maximum les consommations d'énergie en évitant notamment les ponts thermiques qui constituent des zones importantes de déperditions thermiques. Les ponts thermiques les plus courants sont situés à l'endroit de la jonction entre le voile de façade et les planchers intérieurs d'un bâtiment et/ou les balcons, et/ou les murs de refend. Il existe aujourd'hui principalement deux façons 15 d'isoler thermiquement un bâtiment. Il est possible de réaliser une isolation thermique des bâtiments par l'intérieur (ITI). Dans ce cas, il peut être utilisé des rupteurs de pont thermique. 20 Un rupteur de pont thermique a pour principe d'obtenir une isolation thermique continue du bâtiment par l'intérieur ou l'extérieur, tout en réalisant la transmission des sollicitations de la structure. Le rupteur de pont thermique comporte un corps 25 isolant et des armatures qui reprennent et transmettent les sollicitations mécaniques. Le rupteur thermique présente un certain coût et n'est pas adapté en cas de ferraillage important. De plus, le principe sur lequel il repose est de 30 désolidariser le plancher et le voile de façade à l'aide d'un isolant thermique, affaiblissant la résistance de la structure des bâtiments face aux efforts sismiques. Il est également possible de réaliser l'isolation thermique des bâtiments par l'extérieur (ITE). Une paroi isolante thermique est déposée sur l'ensemble de la paroi extérieure du voile de façade du 5 bâtiment. L'isolation thermique entre le voile de façade et l'extérieur est complètement assurée, et le recouvrement des acrotères par l'isolant thermique évite la fuite de chaleur par cet élément de structure. 10 Cependant, cette paroi isolante exposée aux intempéries et aux différentes conditions climatiques s'use à long terme. En particulier, les laines minérales et les polystyrènes qui constituent cette paroi isolante se 15 dégradent très vite. De plus, afin d'isoler le pont thermique entre le plancher bas et le voile de façade, il faut descendre sous le dallage et enterrer la paroi isolante sous la terre le plus souvent dans l'eau, ce qui peut dégrader la paroi 20 isolante très rapidement. Pour les balcons, il est également nécessaire de les traverser par l'isolation thermique sur toute leur épaisseur. En outre, la tenue au feu de telles façades pose un 25 problème de sécurité. En effet, la paroi isolante rapportée sur la façade pouvant dans certains cas s'enflammer rapidement, des flammes qui sortiraient du bâtiment via les fenêtres viendraient enflammer cette paroi isolante et pourraient 30 alors se prolonger jusqu'en haut du voile de façade et atteindre les étages supérieurs. La présente invention vise à éviter ces problèmes tout en assurant une isolation thermique de qualité. Elle présente un bâtiment comprenant un voile de façade et une paroi de construction, reliés structurellement au niveau d'une zone de liaison et présentant des premiers tronçons de longueur dans un 5 premier béton ayant une première conductivité thermique. Conformément à l'invention, le bâtiment est remarquable en ce que le voile de façade et/ou la paroi de construction comporte, dans la zone de liaison, un deuxième tronçon de longueur réalisé dans un deuxième béton isolant 10 thermique ayant une deuxième conductivité thermique inférieure à la première conductivité thermique. Avantageusement, la paroi de construction est un plancher ou un mur de refend. Avantageusement, le voile de façade et/ou le plancher 15 et/ou le mur de refend sont réalisés dans le deuxième béton isolant thermique sur toute une épaisseur du deuxième tronçon de longueur. Avantageusement, le deuxième tronçon de longueur du voile de façade est défini de façon à ce que la différence 20 entre : un premier coefficient de déperdition thermique linéique pour le voile de façade réalisé avec le deuxième béton isolant thermique sur toute sa longueur, et un deuxième coefficient de déperdition thermique linéique pour le voile de façade réalisé avec le deuxième béton isolant 25 thermique uniquement dans un deuxième tronçon de longueur, soit inférieure à 10% du premier coefficient de déperdition thermique linéique. Avantageusement, le deuxième tronçon de longueur de la paroi de construction est défini de façon à ce que la 30 différence entre un premier coefficient de déperdition thermique linéique pour la paroi de construction réalisé avec le deuxième béton isolant thermique sur toute sa longueur, et un deuxième coefficient de déperdition thermique linéique pour la paroi de construction réalisé avec le deuxième béton isolant thermique uniquement dans un deuxième tronçon de longueur, soit inférieure à 10%. Avantageusement, le deuxième tronçon de longueur du 5 voile de façade et/ou de la paroi de construction est défini de façon à ce que le coefficient de déperdition thermique linéique soit inférieur à 0.6 W/(m.K). Le deuxième tronçon de longueur du voile de façade peut s'étendre de façon symétrique par rapport à un axe 10 principal de la zone de liaison. Le plancher peut être un plancher intérieur du bâtiment et/ou un balcon. Le deuxième tronçon de longueur peut être réalisé dans le voile de façade sur une longueur ou hauteur 15 comprise entre 25 cm et 1 m. Le deuxième tronçon de longueur peut être réalisé dans la paroi de construction sur une longueur égale ou supérieure à 15 cm. Les épaisseurs du voile de façade et du plancher 20 et/ou du mur de refend peuvent être respectivement égales ou inférieures à 30 cm. La deuxième conductivité thermique peut être inférieure ou égale à 0.6 W/(m.K), de préférence inférieure à 0.5 W/(m.K). 25 Le deuxième béton isolant thermique thermique est un béton léger structurel dont la masse volumique est inférieure à 2000 kg/m3. Avantageusement, le deuxième béton isolant thermique peut être un béton léger structurel ayant une conductivité 30 thermique inférieure ou égale à 0.40 W/(m.K). Il peut comporter une résistance en compression à 28 jours de 25MPa et un module de Young de 12GPa. Le premier béton des premiers tronçons de longueur peut présenter une masse volumique supérieure à 2000 kg/m3. Le premier béton peut également comporter une première conductivité thermique comprise entre 1 et 2,5 W/(m.K). Une couche d'isolant thermique est présente sur le voile de façade, à l'intérieur du bâtiment, au-dessus et en-dessous du plancher et/ou de part et d'autre du mur de refend. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : la figure la représente une vue en coupe 15 verticale (suivant la hauteur) du voile de façade selon un premier mode de réalisation du bâtiment selon l'invention ; la figure 2a représente une vue en coupe verticale (suivant la hauteur) du voile de façade selon un deuxième mode de réalisation du bâtiment selon l'invention 20 ; - la figure lb représente une vue en coupe horizontale du voile de façade selon un troisième mode de réalisation du bâtiment selon l'invention ; - la figure 2b représente une vue en coupe 25 horizontale du voile de façade selon un quatrième mode de réalisation du bâtiment selon l'invention ; la figure 3 représente un tableau des valeurs des coefficients de déperdition thermique linéique en fonction de la hauteur ou longeur du voile de façade. 30 La présente invention présente un bâtiment 1 comprenant un voile de façade 2 (ou mur extérieur) et une paroi de construction 3 reliés structurellement au niveau d'une zone de liaison 4 (zone située à proximité du voile de façade 2 et de la paroi de construction 3 et qui comporte ces deux éléments). La paroi de construction 3 est un plancher 3a et/ou un mur de refend 3b. Le plancher 3a peut être un plancher intérieur du bâtiment 1 et/ou un balcon et est illustré sur les figures la et 2a. Le mur de refend 3b est un mur porteur placé dans la structure du bâtiment et est illustré sur les figures lb et 10 2b. Toute autre paroi de construction à pont thermique peut être envisagée. Sur les figures la et 2a, le voile de façade 2 et le plancher 3a, sont réalisés sur des premiers tronçons de 15 longueur Ll, LO, Ll', LO' dans un premier béton structurel ayant une première conductivité thermique M. Sur les figures lb et 2b, le voile de façade 2 et le mur de refend 3b, sont réalisés sur des premiers tronçons de longueur Ll, LO, Ll', LO' dans un premier béton 20 structurel ayant une première conductivité thermique M. Le mot 'longueur' est utilisé par simplification pour désigner une distance désignée par la mention 'L' sur les dessins. Sur les figures la et 2a, le terme longueur appliqué 25 au voile de façade 2 désigne sa hauteur. Conformément à l'invention, le voile de façade 2 et/ou la paroi de construction 3 (le plancher 3a et/ou le mur de refend 3b) comporte un deuxième tronçon de longueur L2, L2' dans un deuxième béton structurel isolant thermique 30 ayant une deuxième conductivité thermique À2 inférieure à la première conductivité thermique À1 dans la zone de liaison 4. Le deuxième béton isolant thermique est utilisé comme rupteur de pont thermique seulement dans la zone de liaison 4 entre le voile de façade 2 et le plancher 3a et/ou le mur de refend 3b. En d'autres termes, conformément à l'invention, le deuxième béton isolant thermique est utilisé de façon localisée juste au niveau de la zone de liaison 4. Il n'est pas utilisé sur l'ensemble de la longueur du voile de façade 2 et/ou sur l'ensemble de la longueur du plancher 3a et/ou du mur de refend 3b. Le deuxième béton isolant thermique emmagasine de la chaleur et se comporte comme un élément d'isolant. Ici, sur la figure la, respectivement la figure 2a, le deuxième béton isolant thermique est disposé dans le 15 voile de façade 2, respectivement dans le plancher 3. En variante de réalisation non représentée, il peut être disposé dans le voile de façade 2 et dans le plancher 3a. Ici, sur la figure lb, respectivement la figure 2b, 20 le deuxième béton isolant thermique est disposé dans le voile de façade 2, respectivement dans le mur de refend 3b. En variante de réalisation non représentée, il peut être disposé dans le voile de façade 2 et dans le mur de refend 3b. 25 La zone de contact C entre le deuxième béton isolant thermique et le premier béton qui est un béton différent mécaniquement du deuxième béton isolant thermique, n'est pas une zone de faible résistance mécanique car il n'y a pas d'inclusion de matériau isolant non structurel, les 30 deux bétons utilisés étant des bétons structurels. Comme il est connu de l'état de l'art, une couche d'isolant 5 thermique est apposée sur le voile de façade 2, à l'intérieur du bâtiment 1, au dessus et en dessous du plancher 3a et/ou de part et d'autre du mur de refend 3b. Le deuxième béton isolant thermique utilisable est un béton léger structurel et présente une masse volumique inférieure à 2000 kg/m3. Le deuxième béton isolant thermique peut présenter une deuxième conductivité thermique À2 inférieure ou égale à 0.6 W/(m.K), de préférence inférieure à 0.5 W/(m.K). Un exemple de deuxième béton isolant thermique 10 faible conductivité thermique À2 est donné ci-dessous. Il s'agit de la gamme de bétons dit Insularis® qui ont des conductivités thermiques À2 inférieures ou égales à 0.40W/(m.K). Ce deuxième béton isolant thermique a une densité 15 volumique proche de 1300 kg/m3 et peut être utilisé pour des éléments porteurs de structures en béton armé. Il est composé de ciment, d'addition, et de granulats légers. Ce béton est autoplaçant et a un étalement de l'ordre 20 de 840mm. Il a une résistance caractéristique en compression à 28j de 25MPa. Le module d'Young est par exemple de 12GPa. Les essais de la figure 3 ont été réalisés avec cette gamme de bétons dit Insularis®. 25 D'autres bétons légers peuvent être utilisés tels que ceux décrits dans les demandes de brevet FR 2963000, FR 2956397, FR 2933091, FR 2922205 qui sont intégrées par référence à cette demande de brevet. Le premier béton des premiers tronçons de longueur 30 est un béton structurel standard. Il présente une masse volumique supérieure ou égale à 2000 kg/m3. Le premier béton a, par exemple, une conductivité thermique À2 comprise entre 1 et 2,5 W/(m.K), et peut présenter un coefficient de déperdition thermique linéique W1 (ou coefficient de pont thermique) supérieur à 1 W/(m.K). Dans les modes de réalisations préférés et illustrés ici sur les figures la, lb, et 2a, 2b, le voile de façade 2 et/ou la paroi de construction 3 sont réalisés dans le deuxième béton isolant thermique sur toute l'épaisseur e, e' du deuxième tronçon de longueur L2, L'2 égale à l'épaisseur E, E' des premiers tronçons de longueur Ll, L0'. A titre d'exemple uniquement, les épaisseurs du voile de façade 2 et de la paroi de construction 3 peuvent être égales ou inférieures à 30 cm. Plus l'épaisseur du voile est importante et moins la 15 déperdition par pont thermique est importante. Plus l'épaisseur du plancher et/ou du mur de refend est importante et plus la déperdition par pont thermique est importante. Plus le ferraillage est dense au niveau de la liaison 20 entre le plancher et le voile et plus la déperdition par pont thermique est importante. Dans les réalisations illustrées sur les figures la et lb, le deuxième tronçon de longueur L2 peut être réalisé dans le voile de façade 2 sur une longueur comprise entre 25 25 cm et 1 m. En référence à la figure 3, le deuxième tronçon de longueur L2 du voile de façade 2 est défini de préférence, de façon à ce que le coefficient de déperdition thermique linéique W2 (ou coefficient de pont thermique) soit 30 inférieur à 0.6 W/(m.K). On remarque qu'entre la réalisation dite 'H' où tout le premier béton est remplacé par du deuxième béton isolant thermique et la réalisation où seulement 80cm de premier béton est remplacé par du deuxième béton isolant thermique, la différence des coefficients de déperdition thermique linéique (W1- W2) est égale à 1%. Ainsi, on peut définir le deuxième tronçon de 5 longueur L2 du voile de façade 2 de façon à ce que la différence entre : le coefficient de déperdition thermique linéique W1 pour la réalisation où le voile de façade 2 serait réalisé avec le deuxième béton isolant thermique sur toute sa longueur (égale par exemple ici à 2L1+ L2), et le 10 coefficient de déperdition thermique linéique W2 pour la réalisation où le voile de façade 2 est réalisé avec le deuxième béton isolant thermique uniquement sur le deuxième tronçon de longueur L2, comme c'est le cas dans l'invention, soit inférieure à 10%. 15 Le deuxième tronçon de longueur L2 peut s'étendre de façon symétrique par rapport à un axe principal P de la zone de liaison 4 entre le plancher 3a et/ou le mur de refend 3b, et le voile de façade 2. Avec 40cm de deuxième béton isolant thermique pour la 20 longueur L2 pour le voile de façade 2, la différence de performance thermique ((ln- W2)/ W2) est de 7,5%. Si l'on considère un plancher 3a et/ou un mur de refend 3b de 20cm, il est possible de réaliser, pour le voile de façade 2, une longueur de 20cm du deuxième béton 25 isolant thermique au niveau du plancher 3a et/ou du mur de refend 3b, une longueur inférieure de 10 cm de deuxième béton en-dessous du plancher 3a et/ou à droite du mur de refend 3b, et une longueur supérieure de 10 cm de deuxième béton au-dessus du plancher 3a et/ou à gauche du mur de 30 refend 3b. La longueur supérieure de 10 cm permet d'avoir une talonnette béton pour coffrer la partie supérieure du voile de façade 2 dont la taille n'est pas trop grande. Dans les réalisations illustrées sur les figures 2a et 2b, le plancher 3a et/ou le mur de refend 3b sont réalisés partiellement dans le deuxième béton isolant thermique. Lorsque le plancher 3a et/ou le mur de refend 3b est entièrement coulé sur toute sa longueur (égale par exemple à L2'+ L0') avec le deuxième béton isolant thermique, le coefficient de déperdition thermique linéique W1' est de 0.311 W/(m.K). Dans ce premier cas, le flux de chaleur qui atteint le voile de façade 2 est très faible. La plupart de la chaleur est emmagasinée avant qu'elle n'atteigne le voile de façade 2. Le pont thermique est très réduit et la paroi du voile de façade 2 reste entièrement froide. Il est constaté que lorsque le deuxième tronçon de longueur L2' du plancher 3a et/ou du mur de refend 3b est réalisé sur une longueur égale à 30 cm, le coefficient de déperdition thermique linéique W2' étant de 0.312 W/(m.K). Dans ce deuxième cas, la différence de coefficient de déperdition thermique linéique avec le premier cas (W1'-W2') est très faible et est égale à 0.32% du coefficient de déperdition thermique linéique W1'. Le deuxième tronçon de longueur L2' du plancher 3a et/ou du mur de refend 3b peut être défini, comme pour le voile 2, de façon à ce que la différence : entre un premier coefficient de déperdition thermique linéique W1' pour le plancher 3a et/ou le mur de refend 3b qui serait réalisé avec le deuxième béton isolant thermique sur toute sa longueur, et un deuxième coefficient de déperdition thermique linéique W2' pour le plancher 3a et/ou le mur de refend 3b réalisé avec le deuxième béton isolant thermique uniquement sur le deuxième tronçon de longueur L2' , comme c'est le cas dans la présente invention, soit inférieure à 1096. Dans ces réalisations des figures 2a et 2b, il sera réalisé des deuxièmes tronçons de longueur L2' du plancher 3a et/ou du mur de refend 3b de préférence ayant des longueurs supérieures à 15 cm, permettant des gains de coût en raison de la longueur faible utilisée de deuxième béton isolant thermique tout en assurant une grande isolation thermique. Ainsi, l'invention permet de réaliser une isolation thermique importante à des coûts moindres par rapport celle réalisée par l'utilisation des rupteurs thermiques, en utilisant une longueur ajustée de deuxième béton isolant thermique au niveau de la liaison 4 entre le voile de 15 façade 2 et le plancher 3a et/ou le mur de refend 3b. La description qui précède se réfère à la situation, commune en hiver, où l'intérieur du bâtiment est plus chaud que l'extérieur. L'homme de l'art comprendra aisément que la même description peut être peut être faite, comme c'est 20 le cas en été, lorsque l'extérieur du bâtiment est plus chaud que l'intérieur, et que les effets sont les mêmes. REVENDICATIONS1. Bâtiment (1) comprenant un voile de façade (2) et une paroi de construction (3), reliés structurellement au 5 niveau d'une zone de liaison (4) et présentant des premiers tronçons de longueur (L1,L1',LO, LO') dans un premier béton ayant une première conductivité thermique (À1), caractérisé en ce que le voile de façade (2) et/ou la paroi de construction (3) comporte, dans la zone de liaison (4), un 10 deuxième tronçon de longueur (L2, L2') réalisé dans un deuxième béton isolant thermique ayant une deuxième conductivité thermique (À2) inférieure à la première conductivité thermique (À1). 15 2. Bâtiment (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi de construction (3) est un plancher (3a) ou un mur de refend (3b). 3. Bâtiment (1) selon la revendication 1 ou 2, 20 caractérisé en ce que le deuxième tronçon de longueur (L2) du voile de façade (2) est défini de façon à ce que la différence entre un premier coefficient de déperdition thermique linéique (W1) pour le voile de façade (2) réalisé avec le deuxième béton isolant thermique sur toute sa 25 longueur, et un deuxième coefficient de déperdition thermique linéique (W2) pour le voile de façade (2) réalisé avec le deuxième béton isolant thermique uniquement dans un deuxième tronçon de longueur (L2), soit inférieure à 10%. 30 4. Bâtiment (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le deuxième tronçon de longueur (L2') de la paroi de construction (3) est défini de façon à ce que la différence entre un premier coefficient dedéperdition thermique linéique (W1') pour la paroi de construction (3) réalisé avec le deuxième béton isolant thermique sur toute sa longueur, et un deuxième coefficient de déperdition thermique linéique (W2') pour la paroi de construction (3) réalisé avec le deuxième béton isolant thermique uniquement dans un deuxième tronçon de longueur (L2'), soit inférieure à 10%. 5. Bâtiment (1) selon l'une des revendications 3 à 4, caractérisé en ce que le deuxième tronçon de longueur (L2, L2') du voile de façade (2) et/ou de la paroi de construction (3) est défini de façon à ce que le deuxième coefficient de déperdition thermique linéique (W2, W2') soit inférieur à 0.6 W/(m.K). 6. Bâtiment (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le deuxième tronçon de longueur (L2) du voile de façade (2) s'étend de façon symétrique par rapport à un axe principal (P) de la zone de liaison (4). 7. Bâtiment (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le plancher (3a) est un plancher intérieur du bâtiment et/ou un balcon. 8. Bâtiment (1) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la deuxième conductivité thermique (À2) est inférieure ou égale à 0.6 W/(m.K), de préférence inférieure à 0.5 W/(m.K). 9. Bâtiment (1) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le deuxième béton isolant thermique est un béton léger structurel isolant thermique ayant unepremière conductivité thermique (À1) inférieure ou égale à 0.4 W/(m.K). 10. Bâtiment (1) selon l'une des revendications 1 à 9, 5 caractérisé en ce que le deuxième tronçon de longueur (L2) du voile de façade a une longueur comprise entre 25 cm et 1 m. 11. Bâtiment (1) selon l'une des revendications 1 10 10, caractérisé en ce que le deuxième tronçon de longueur (L2') de la paroi de construction (3) a une longueur égale ou supérieure à 15 cm. 12. Bâtiment (1) selon l'une des revendications 1 15 11, caractérisé en ce que le premier béton présente une masse volumique supérieure à 2000 kg/m3.