Dans ma dernière infolettre de novembre 2023, je vous faisais part des intentions motivant la réalisation du troisième pavillon de la recherche, soit :

1. L’intégration maximale de composantes bois et autres matériaux issus de la biosource;

2. Une composition de l’enveloppe visant la carboneutralité;

3. Un assemblage résilient, développé expressément pour répondre aux nouvelles contraintes climatiques (surchauffes, pannes prolongées...) en optimisant l’inertie thermique.

Je vais vous partager aujourd’hui une partie des recherches faites en lien avec une enveloppe à forte inertie thermique, un facteur pratiquement toujours négligé au Québec mais qui pourrait s’avérer faire partie de la solution en terme de sobriété énergétique et surtout pouvant contribuer à une certaine autonomie.

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Une phase initiale menant au choix du système mural a été faite l’automne dernier en étudiant pas moins d’une vingtaine de détails en lien avec la résistance thermique, l’inertie et le comportement hygrothermique. De ce nombre, six systèmes ont fait l’objet d’une étude approfondie par mes collaborateurs experts, soit Leonardo Delgadillo Buenrostro, doctorant à l’Université Laval et Audrey Goudreau, ingénieure et simulatrice chez PARTIE 5.

Le dessin suivant montre l’assemblage choisi, optimisé et répondant le plus aux critères que nous nous étions donnés.

L’assemblage se distingue par la présence de plans d’étanchéité multiples afin d’optimiser sa performance : un pare-intempérie sur la face arrière de la cavité murale, un pare-eau/pare-air extérieur pincé entre deux rangées de matériaux (panneau isolant de fibre de roche et panneau de fibre de bois) et un pare-air intérieur / frein-vapeur (membrane hygrovariable) du côté intérieur.

Le choix d’un assemblage 38x89 au lieu d’un assemblage 38x140 permet de déplacer vers la zone extérieure les risques de condensation. En outre, les propriétés perspirantes générales de l’ensemble des matériaux permet un assèchement optimal lors d’une éventuelle humidité trappée ou pénétrant accidentellement.

L’étude réalisée par Leonardo Delgadillo Buenrostro a simulé la panne électrique réelle survenue en décembre 2022 et met en évidence le gain significatif de l’option 2D.2 (correspondant au détail montré précédemment) en terme de déphasage thermique, tel que montré à la figure ci-après tirée de son étude.

Léonardo indique dans son rapport que :

« Pendant les dix premières heures tous les assemblages biosourcés de la série 2 ont eu une chute de température très similaire au niveau de la surface intérieure (i.e. le gypse dans la Fig. 3), où la différence de température entre les murs 2A et 2C était en dessous de 1.3°C. En revanche, cette différence à la fin de la simulation était dans l’ordre de 2.7°C. L’assemblage Novoclimat a présenté les plus basses températures tout au long de la simulation. Si l’on le compare avec les murs qui ont mieux performé (i.e., 2C.2 et 2D.2), l’on peut voir que dix heures après la panne d’électricité il y a déjà une différence de plus de 6°C. »

« Sept assemblages muraux (Novoclimat, 2A, 2B, 2C, 2C.2, 2D et 2D.2) ont été testés pour comparer leur inertie thermique et évaluer le risque de condensation. Du point de vue thermique, les assemblages 2C.2 et 2D.2 ont présenté les meilleurs résultats, à cause de leur plus grande épaisseur et grâce à la présence des isolants près du côté extérieur. Quant à l’humidité, l’assemblage Novoclimat a généré les niveaux d’humidité relative les plus élevés de tous les murs. L’assemblage 2D.2, en revanche, a produit les niveaux d’humidité relative les plus bas. Dans tous les cas, l’isolant en laine de chanvre a aidé à créer une couche d’humidité assez homogène, sûrement car ce matériau possède une haute hygroscopicité (i.e. capacité d’absorption) »

Le graphique montre qu’en terme de déphasage, pour une température donnée à 5oC, il passe donc de 22 heures (Novoclimat) à 92 heures (mur choisi 2D.2).

Quant à l’étude faite avec WUFI PRO par Audrey Goudreau, on peut y lire que :

« Considérant les résultats des simulations hygrothermiques qui démontrent un réel avantage à l’ajout d’un isolant du côté extérieur de l’assemblage pour abaisser les taux d’humidité relative du côté intérieur du plan d’étanchéité, les scénarios 2D.X sont encouragés.

Par ailleurs, les risques de problèmes d’humidité dans les assemblages 2D.X sont limités et résident principalement dans les taux d’humidité relative observés durant la période de séchage initiale (première année). Après cette période de séchage, les valeurs maximales HRmoy 30 sont inférieures à 75 %.

De nos simulations informatiques, nous ressortons également l’intérêt d’utiliser une membrane pare-air plus perméable à la vapeur d’eau (telle que la membrane Tyvek simulée dans notre étude), permettant ainsi de réduire les risques de problèmes d’humidité et de croissance fongique dans une situation où les matériaux de construction seraient plus humides ou en présence d’infiltrations d’eau, par exemple.

Enfin, les simulations démontrent que l’ajout d’un second gypse ne modifie pas significativement les résultats »