Conductivité thermique des éléments de maçonnerie creux en béton

Pour limiter la consommation énergétique des bâtiments, la réglementation belge sur la performance énergétique impose notamment des coefficients de transmission thermique maximale (Umax) pour l’enveloppe des bâtiments. Ces valeurs font partie des exigences régionales en matière de Performance Énergétique des bâtiments (PEB). Pour évaluer si un mur extérieur satisfait aux exigences, il est nécessaire de connaître les coefficients de conductivité thermique (λ) des différents matériaux de construction. Dans cet article, nous nous intéressons aux valeurs de λ des éléments de maçonnerie creux en béton.

La norme européenne sur les éléments de maçonnerie creux en béton NBN EN 771-3 (1) et ses prescriptions d’application belges PTV 21-001 (2) stipulent que les fabricants d’éléments de maçonnerie creux en béton doivent déclarer le coefficient de conductivité thermique λ10, sec, élément lorsque ceux-ci sont destinés à des parties de construction soumises à des exigences thermiques. Dans ce contexte, il s’agit de la valeur moyenne du coefficient de conductivité thermique de l’élément en condition sèche à une température moyenne de 10 °C. Cette déclaration est couverte par le marquage CE. En alternative, la masse volumique sèche nette du béton ou la masse volumique sèche brute de l’élément, accompagnées de la configuration de l’élément, peut également être déclarées. La configuration comprend notamment les dimensions de l’élément, la forme et les dimensions des vides, l’épaisseur de la couche supérieure, des parois transversales et longitudinales.

En principe, λ10, sec, élément peut être calculé par l’utilisateur sur la base de ces données, mais cela représente une tâche complexe en pratique. De plus, λ10, sec, élément n’est pas directement utilisable pour évaluer la performance d’une partie de construction dans le cadre de la réglementation PEB. Par conséquent, selon [2], une valeur de ë supplémentaire doit être déclarée lorsque λ10, sec, élément est déclaré, à savoir celle pour laquelle 90 % de la production, avec une fiabilité de 90 %, a une valeur de ë inférieure ou égale à la valeur déclarée (λ10, sec, élément, 90/90). Cela est également appelé la valeur 90/90.

Cette déclaration supplémentaire permet de se conformer à la réglementation PEB et est couverte par la certification BENOR. Sur la base de [2], les valeurs de calcul du coefficient de conductivité thermique pour une application intérieure (λUi ) et extérieure (λ Ue ) peuvent également être certifiées sous la marque BENOR. Ces valeurs de calcul tiennent compte de certaines conditions d’humidité et de température. Les valeurs de calcul sont dérivées de λ10, sec, élément, 90/90 et doivent être utilisées dans le calcul des pertes de transmission dans le cadre de la réglementation PEB, conformément au Document de Référence de Transmission (3). Le fabricant des éléments de maçonnerie peut faire reconnaître ces valeurs de calcul par les trois régions et les faire intégrer dans la base de données des produits PEB. Ainsi, elles ne seront jamais remises en question lors du contrôle des déclarations PEB.

La détermination des coefficients de conductivité thermique des éléments de maçonnerie se fait selon l’un des modèles de la norme NBN EN 1745 (4)à partir de valeurs de tableau ou de calculs. Dans les deux cas, il est d’abord nécessaire de déterminer le coefficient de conductivité thermique du béton. Cela peut se faire sur la base de mesures ou de tableaux. Dans ce dernier cas, pour la détermination de ë10, sec, élément la valeur moyenne de la masse volumique sèche nette du béton est utilisée comme entrée pour le tableau, et pour ë10, sec, élément,90/90, la valeur 90/90 de la masse volumique sèche nette du béton est utilisée[2]. Sur la base de [1], [2] et [4], malheureusement, il n’est pas possible de faire une décision sur le niveau de fiabilité associé à λ10, sec, élément, et donc pas non plus sur la valeur exacte qui doit être déclarée sous le marquage CE. Heureusement, cette valeur n’est pas pertinente en Belgique car elle n’est pas utilisée dans le calcul des pertes de transmission dans le cadre de la réglementation PEB.

Pour les éléments de maçonnerie creux en béton belges, les tableaux de (4) ne sont pas utilisables car la configuration des éléments de maçonnerie ne correspond pas à la pratique belge. Au sein du comité belge de normalisation E125 « Maçonnerie », de nouveaux tableaux ont donc été établis sur la base des configurations belges. Ces tableaux apparaîtront bientôt dans la première annexe nationale de [4]. Les valeurs de ë dans les tableaux sont calculées selon la méthode simplifiée décrite dans la norme NBN EN ISO 6946 (5). Cette méthode est autorisée dans le cadre de la réglementation PEB. Dans cette méthode, les éléments de maçonnerie en béton sont divisés en couches et en sections de manière à ce que l’élément ne soit constitué que de parties thermiquement homogènes [3], soit du béton soit de l’air (fig. 1). Les tableaux donnent en fonction de l’épaisseur des parois transversales, des parois longitudinales et de la couche supérieure des blocs de maçonnerie en béton, la λ10, sec, élément, pour différentes valeurs de ρab,sec,béton.

Cela peut être, comme mentionné précédemment, la valeur moyenne ou la valeur 90/90 de la masse volumique sèche nette du béton. L’épaisseur des parois transversales, des parois longitudinales et de la couche supérieure des blocs de maçonnerie en béton n’est pas la même partout en pratique, c’est pourquoi, pour des raisons de simplicité, la valeur moyenne doit toujours être considérée, étant la moitié de la somme de la plus petite et de la plus grande valeur nominale. Pour la même raison, l’épaisseur des différentes parois transversales est la même dans les tableaux, de même que celle des parois longitudinales. Il faut toujours tenir compte de la valeur moyenne des différentes parois (fig. 2). Des tableaux ont été établis pour différents formats d’éléments de maçonnerie en béton avec une, deux et trois vides, avec à la fois des granulats ordinaires et des granulats d’argile expansée. Dans un avenir proche, les mesures nécessaires seront prises pour certifier les valeurs selon ces tableaux également sous la marque BENOR. À titre d’exemple, les tableaux 1 et 2 donnent quelques valeurs pour des blocs de maçonnerie en béton avec deux vides.

La contribution des éléments de maçonnerie creux en béton à la résistance thermique de l’enveloppe extérieure d’un bâtiment est limitée. C’est pourquoi, mais surtout parce que la détermination de la valeur ë appropriée pour les éléments de maçonnerie creux en béton n’était pas évidente, de nombreux fabricants ont renoncé à déclarer une valeur utilisable dans le cadre de la réglementation PEB et pouvant être intégrée dans la base de données des produits PEB. En conséquence, les éléments de maçonnerie creux en béton sont restés largement « invisibles » pour les architectes et les bureaux d’études. Grâce aux nouveaux tableaux, la déclaration des performances thermiques des éléments de maçonnerie creux en béton sera beaucoup plus simple et les valeurs se rapprocheront de la réalité. Ces valeurs pourront alors être intégrées dans la base de données des produits PEB et utilisées dans le cadre de la réglementation PEB. (BHE)

RÉFÉRENCES
1. NBN EN 771-3+A1:2015 – Spécifications pour éléments de maçonnerie – Partie 3: Éléments de maçonnerie en béton de granulats (granulats courants et légers)
2. PTV 21-001 – Prescriptions techniques pour éléments de maçonnerie en béton, PROBETON, édition 4, 2021
3. Document de Référence pour les pertes par Transmission, annexe 4 de l’AM du 28 décembre 2018, Arrêté ministériel contenant des dispositions générales sur la réglementation de la performance énergétique
4. NBN EN 1745:2020 – Masonry and masonry products – Methods for determining thermal properties
5. NBN EN ISO 6946:2017 – Building components and building elements – Thermal resistance and thermal transmittance – Calculation methods