Pertes de chaleur en hiver et surchauffe en été

Énergie solaire totale transmise de juin à août, rayonnement direct et diffus compris. Les plages indiquent la médiane géométrique de soleil direct en juillet, en heure locale d’été.

Le mur R+2 opposé est prolongé sur toute la rangée. Derrière lui, le retour parallèle de deux étages est représenté par un plan de 40,5 m et 7,10 m de haut, environ 10,6 m plus loin. Le bloc de 22,20 m reste limité au côté rue Ernest-Laval. Les n° 3 à 15 ont une fin médiane d’ensoleillement vers 19 h en juillet et 18 h en août.

La simulation EnergyPlus 26.1 additionne heure par heure les transferts vers l’extérieur. Pour l’hiver, les pertes sont comptées d’octobre à avril ; pour l’été, les apports sont comptés de juin à août. Le modèle comprend huit maisons de trois niveaux chauffés, dont un sous-sol de 2,20 m, 64 éléments vitrés hors portes, huit panneaux opaques formant la moitié inférieure des grandes ouvertures du sous-sol et huit portes vitrées. Les fenêtres et panneaux conservent U = 1,60 W/m²·K ; les panneaux ont une transmission solaire nulle. Les portes utilisent Uw = 0,96 W/m²·K et Sw = 0,44.

La simulation utilise le fichier IWEC de la station Paris-Orly (WMO 071490). Il contient les 8 760 heures d’une année météorologique type, et non les mesures d’une année civile récente. Ses mois représentatifs proviennent d’observations comprises entre 1983 et 1998 : janvier 1996, février 1984, mars 1983, avril 1992, mai 1986, juin 1988, juillet 1986, août 1989, septembre 1998, octobre 1994, novembre 1987 et décembre 1992. La méthode IWEC sélectionne des périodes typiques dans un historique pouvant atteindre 18 ans ; le rayonnement solaire horaire est estimé à partir de la position du soleil et des observations de nébulosité. Les résultats décrivent donc un climat historique représentatif, pas la météo de 2026 ni une canicule récente ou extrême.

Il s’agit de l’air extérieur qui entre par les défauts d’étanchéité : joints de fenêtres et de portes, raccords entre parois et passages de réseaux. Ce flux est différent de la ventilation prévue et de l’ouverture volontaire des fenêtres. Faute de mesure sur place, le modèle retient 0,65 volume d’air par heure dans les niveaux d’habitation et 0,30 volume par heure dans les sous-sols chauffés.

La fiche fournie indique une menuiserie en aluminium posée en rénovation sur le bâti bois existant, avec un vitrage 4/16/4 à faible émissivité, argon et intercalaire warm-edge. EnergyPlus utilise le coefficient global Uw = 1,60 W/m²·K et le facteur solaire Sw = 0,56 pour toutes les surfaces effectivement vitrées. Dans les grandes ouvertures du sous-sol, cela ne s’applique qu’aux 50 % vitrés ; l’autre moitié est opaque. La valeur Ug = 1,10 W/m²·K concerne uniquement le vitrage et n’est donc pas utilisée à la place de Uw.

Le plan situe la cour à 63,40 NGF, environ 2,20 m sous le rez-de-chaussée. Après confirmation du maître d’ouvrage, le mur R+2 opposé est représenté sur toute la rangée 1–15. L’immeuble situé derrière est séparé en deux volumes : un retour parallèle de deux étages, long de 40,5 m et haut de 7,10 m, puis le bloc de 22,20 m côté rue Ernest-Laval. De l’autre côté de l’avenue, le grand ensemble est représenté par deux plans contigus de 36,1 et 148,2 m, avec des hauteurs IGN de 29,7 et 29,4 m. Les niveaux de terrain et hauteurs viennent de la BD TOPO IGN, les emprises d’OSM et la distinction des volumes côté cour de la précision du maître d’ouvrage. Chacune des 16 ouvertures du sous-sol est traitée indépendamment, avec un calcul d’ombre toutes les 10 minutes. Le vitrage est placé 27 cm derrière le nu extérieur du mur et la grande ouverture ne conserve que 50 % de vitrage. De juin à août, les ouvertures basses transmettent ensemble 1,62 MWh : 0,37 MWh de soleil direct et 1,25 MWh de rayonnement diffus. Pour les n° 3 à 15, la plage médiane en août se termine vers 18 h selon l’ouverture.

U est le coefficient générique de transmission thermique d’une paroi complète. Plus il est faible, plus la paroi est isolante. L’indice précise l’élément mesuré : Ug pour le vitrage seul (glass), Uf pour le cadre (frame), Uw pour la fenêtre complète, vitrage, cadre et intercalaire compris (window), et Ud pour la porte complète (door). Pour comparer ou simuler une fenêtre entière, Uw est donc la valeur pertinente ; Ug seul serait trop favorable.

Non. L’APD du 6 mai 2024 montre une isolation thermique par l’extérieur, une réfection de l’étanchéité du toit et leur chiffrage, mais ne fixe ni composition isolante, ni résistance R, ni coefficient U final pour les murs ou la toiture. Il n’est donc pas possible d’en reprendre une valeur U dans la simulation. Les scénarios utilisent explicitement des hypothèses d’étude : R ajouté = 3,70 m²·K/W pour les murs, donnant U final = 0,24 W/m²·K, et R ajouté = 4,50 m²·K/W pour la toiture, donnant U final = 0,21 W/m²·K. Elles devront être remplacées par les performances du CCTP ou des produits retenus dès qu’elles seront disponibles.

Le scénario « avec fermeture » ajoute devant les 48 fenêtres des niveaux d’habitation une protection extérieure à transmission solaire et visible nulle, avec une réflectance solaire de 50 % et une lame d’air de 5 cm. Les 16 surfaces vitrées du sous-sol et les huit portes d’entrée vitrées ne possèdent pas de volet ; les ouvertures du sous-sol sont néanmoins protégées par leur retrait de 27 cm et la grande ouverture n’est vitrée qu’à 50 %. Les volets sont fermés de 20 h à 8 h d’octobre à avril et de 10 h à 20 h de juin à août. Le volet fermé supprime le rayonnement solaire direct à travers le vitrage pendant ces plages, mais son échauffement et les échanges thermiques avec la fenêtre restent calculés.

Oui, mais surtout comme complément. En été, un store, rideau ou volet intérieur est moins efficace qu’une protection extérieure : le soleil traverse d’abord le vitrage, puis chauffe la fermeture intérieure, qui restitue une grande partie de cette chaleur dans la pièce. Une surface claire et réfléchissante, bien ajustée contre la baie, limite mieux cet effet qu’un rideau sombre ou laissant de grands jours. En hiver et la nuit, une fermeture intérieure étanche ou isolante peut réduire les échanges avec la fenêtre et améliorer le confort près du vitrage. Si un volet extérieur opaque est déjà fermé, le gain supplémentaire d’une fermeture intérieure reste généralement limité. Il faut enfin laisser sécher et ventiler la zone proche du vitrage, car une fermeture intérieure très étanche peut favoriser la condensation.

Non. Le rapport additionne, heure après heure, toute la chaleur qui entre. Si de la chaleur ressort plus tard dans la journée, elle n’est pas déduite de ce total. Les valeurs affichées sont donc des apports bruts cumulés, utiles pour comparer les fenêtres, les murs et la toiture, mais elles ne représentent ni la chaleur restant réellement dans le logement ni une consommation d’énergie. EnergyPlus tient bien compte des entrées et des sorties pour calculer les températures ; c’est seulement l’indicateur présenté ici qui conserve les flux entrants. Avec les volets fermés, le soleil direct ne traverse pas les fenêtres protégées, mais les baies du sous-sol sans volet, les heures hors fermeture et les transferts de chaleur à travers les fermetures restent comptés.

Les murs sont le premier poste de pertes d’hiver, mais ce classement ne mesure pas le confort global. Le chauffage peut compenser une partie de ces pertes. En été, sans climatisation, la toiture rénovée améliore beaucoup plus le confort que les murs seuls. Avec les volets utilisés, elle abaisse le maximum de 33,7 à 27,8 °C et les heures au-dessus de 26 °C de 876 à 231. Les murs seuls abaissent le maximum à 33,5 °C mais prolongent la chaleur à 1 132 heures, faute d’aération nocturne simulée. La recommandation est donc : ventilation et protections solaires, puis toiture, puis murs dans un programme coordonné.

Le scénario « toiture » ajoute au-dessus de la dalle existante un isolant de résistance R = 4,50 m²·K/W, soit environ 16,2 cm pour un matériau générique à λ = 0,036 W/m·K. Le complexe complet atteint U = 0,21 W/m²·K. Le scénario « murs » ajoute par l’extérieur R = 3,70 m²·K/W, soit environ 13,3 cm avec le même isolant ; la paroi complète atteint U = 0,24 W/m²·K. La pose extérieure conserve la masse du béton du côté chauffé. Ces valeurs représentent une rénovation courante : en zone H1, la réglementation sur l’existant fixe notamment R = 3,20 pour un mur extérieur et R = 4,50 pour une toiture-terrasse. Elles ne remplacent ni une étude des ponts thermiques, de l’humidité et de la structure, ni un dimensionnement par un professionnel.

Pour comparer uniquement l’enveloppe, les infiltrations d’air, la ventilation, les fenêtres, les usages et les protections solaires sont identiques entre variantes. Aucun coût n’est encore associé aux travaux.

L’isolation réduit fortement les pertes d’hiver et peut abaisser le pic d’été, mais elle ralentit aussi la sortie nocturne de la chaleur solaire et des apports internes. Comme cette première simulation n’ouvre pas volontairement les fenêtres la nuit, le bâtiment rénové peut rester un peu au-dessus de 26 °C plus longtemps. Ce résultat ne condamne pas l’isolation : il montre qu’elle doit être associée à des protections solaires et à une stratégie sûre de ventilation ou de rafraîchissement nocturne. Il faut donc lire ensemble la température maximale et le nombre d’heures au-dessus de 26 °C.

La page affiche la température maximale horaire de l’étage le plus chaud, et non une température moyenne. Le modèle suppose l’absence de climatisation et n’intègre pas l’ouverture volontaire des fenêtres, notamment la nuit ; il conserve seulement 0,65 renouvellement d’air par heure. Il ne représente pas non plus l’ombre des arbres, les échanges d’air par les escaliers ni les variations réelles d’occupation et d’utilisation des stores, rideaux ou volets. Ces phénomènes peuvent sensiblement rafraîchir les logements. Les pourcentages restent utiles pour comparer les faiblesses et les scénarios, mais les températures maximales doivent être considérées comme des valeurs prudentes tant que le modèle n’a pas été recalé sur des mesures intérieures et extérieures prises aux mêmes heures.

Les coefficients U des murs, de la toiture et de la dalle sur terre-plein proviennent de l’audit énergétique ; celui des fenêtres provient de leur fiche technique. En revanche, aucun test d’étanchéité à l’air ni relevé détaillé des ponts thermiques, des protections solaires et des habitudes d’ouverture n’a été fourni. Les entrées d’air non maîtrisées reposent donc sur une hypothèse de renouvellement d’air. Les températures d’été supposent l’absence de climatisation et n’intègrent pas l’ouverture manuelle des fenêtres.