Inertie thermique : ce qu’il faut savoir

Vous cherchez à réduire vos factures énergétiques et à améliorer le bien-être dans votre maison ? L’inertie thermique permet non seulement d’améliorer le confort de votre habitation mais aussi d’économiser l’énergie nécessaire à son chauffage et sa climatisation. Examinons en détail ce qu’est exactement l’inertie thermique et comment bénéficier de ses avantages.

Qu’est-ce que l’inertie thermique ?

L’inertie thermique d’un bâtiment se réfère à sa capacité de stocker, conserver et diffuser la chaleur. Une inertie élevée signifie qu’un bâtiment met plus de temps à se refroidir en hiver et à se réchauffer en été. Le choix des matériaux de construction joue un rôle crucial dans la qualité thermique des bâtiments et leur performance dans ce domaine. Ainsi, les matériaux lourds et denses tels que le béton, la brique pleine et la pierre ont une grande capacité à stocker la chaleur à l’intérieur d’une habitation.

Comment fonctionne l’inertie thermique ?

Lorsqu’on chauffe une maison, les matériaux à forte inertie emmagasinent la chaleur et la restituent pour réchauffer l’intérieur. L’inertie thermique dépend des variations de température, la chaleur étant restituée lorsque l’air environnant est plus froid que la surface du matériau. Les matériaux légers sont plus isolants mais ont une capacité thermique plus faible. Cette capacité thermique est exprimée en joules par volume du matériau pour une variation de température d’un degré Kelvin.

L’inertie thermique désigne donc la capacité des bâtiments à capter et à conserver la chaleur, puis à la restituer. Une maison avec une forte inertie reste agréable en hiver, se refroidit lentement en été et peut absorber l’énergie solaire extérieure ainsi que la chaleur du chauffage.

Par exemple, en hiver, les murs se réchauffent en absorbant l’énergie solaire extérieure et en la stockant, créant ainsi une source de chaleur naturelle à l’intérieur. Ce même principe s’applique avec le chauffage, où les parois peuvent également capturer et retenir la chaleur. Lorsque la température baisse, ils libèrent l’énergie accumulée, réchauffant ainsi l’air environnant à l’intérieur de la maison. Même lorsque le chauffage est éteint, cette chaleur continue de se diffuser.

Pour cela, deux phénomènes sont à prendre en compte :

• L’effusivité, qui mesure la capacité d’un matériau à libérer plus ou moins vite la chaleur captée.
• La diffusivité, qui concerne la diffusion de l’énergie emmagasinée.

Avec des matériaux à forte inertie, on observe un déphasage thermique, c’est-à-dire un décalage avec les températures extérieures.

L’effusivité et la diffusivité des matériaux jouent un rôle important dans la diffusion de l’énergie stockée. Les matériaux à forte inertie permettent un déphasage thermique avec les températures extérieures, en bref un décalage avec les températures extérieures.

Il est important de ne pas confondre l’isolation et l’inertie, qui sont deux notions distinctes. Alors que l’isolation permet de limiter les pertes de chaleur, l’inertie permet de stocker la chaleur.

Les différents types d’inertie thermique

Il existe en réalité trois types d’inertie thermique :

• L’inertie thermique de transmission capte le rayonnement solaire extérieur pour le redistribuer à l’intérieur du logement.
• L’inertie d’absorption est la capacité d’un matériau à stocker la chaleur émise à l’intérieur d’une habitation et à maintenir une température constante.
• L’inertie superficielle retient la chaleur dans la surface des murs et des matériaux qui la recouvrent.

Le déphasage : un concept lié à celui de l’inertie thermique.

Le déphasage thermique est la capacité d’un matériau à différer les variations de température en raison de l’inertie. Cela se traduit par un décalage temporel dans la restitution du flux thermique par rapport à la période de stockage. Le déphasage varie en fonction des matériaux, allant de quelques minutes à plusieurs heures.

À titre d’exemple, dans les maisons anciennes en pierre qui bénéficient d’une importante inertie thermique, le déphasage permet de maintenir une température intérieure agréable pendant les fortes chaleurs estivales. Les murs stockent la fraîcheur pendant la nuit pour la libérer petit à petit, quelques heures plus tard.

Les avantages d’une bonne inertie thermique

Une bonne inertie thermique procure confort et économie d’énergie en toute saison.

Confort amélioré

L’avantage de l’inertie thermique réside dans le confort qu’elle procure. Avec une forte inertie thermique, la température intérieure varie peu, ce qui permet à la maison de conserver une température constante tout au long de la journée, été comme hiver.

En été, les matériaux, refroidis par l’extérieur et par l’intérieur pendant la nuit grâce à l’ouverture des fenêtres et à une surventilation, aident à maintenir une fraîcheur intérieure plus longtemps pendant la journée, prévenant ainsi la surchauffe. Pendant la journée, une bonne inertie thermique permet également aux parois d’absorber les pics de température. Le béton est d’ailleurs l’un des matériaux qui offre la plus grande efficacité en termes d’inertie thermique par absorption.

Économies d’énergie

Une maison dotée d’une forte inertie thermique consomme moins d’énergie grâce à son déphasage thermique, c’est-à-dire la capacité des matériaux à ralentir les transferts de chaleur. Ce déphasage peut durer plusieurs heures. En été, les parois emmagasinent la fraîcheur de la nuit pour la restituer tout au long de la journée, évitant ainsi une élévation excessive de la température à l’intérieur du bâtiment. De plus, les murs à forte inertie limitent l’entrée de la chaleur extérieure.

En hiver, une bonne capacité de stockage des apports solaires pendant quelques heures de la journée impacte positivement les factures de chauffage. Cette inertie permet d’économiser de l’énergie en évitant d’allumer le chauffage pendant un certain temps. De plus, elle maintient la chaleur lorsque le chauffage est arrêté et contribue à une meilleure répartition de la température dans les pièces.

Cependant, il est important de rappeler que l’inertie thermique ne se substitue pas à l’isolation thermique, qui est le premier élément garantissant le confort et la performance d’un bâtiment. L’inertie thermique ne peut pas remplacer une bonne isolation mais doit en compléter les propriétés pour offrir aux occupants un espace intérieur agréable et des économies d’énergie.

inertie thermique et isolation, quelle différence ?

L’isolation thermique joue un rôle essentiel dans le maintien d’une température agréable à l’intérieur de notre habitat en empêchant les variations de chaleur. Elle agit comme une barrière contre le froid glacial et la chaleur accablante, nous offrant ainsi un environnement confortable tout au long de l’année.

L’inertie thermique n’a pas pour objectif de bloquer l’énergie, mais plutôt de la diffuser de manière optimale. Lorsque la température extérieure diminue, une paroi à forte inertie thermique va redistribuer la chaleur qu’elle avait emmagasinée. En somme, l’isolation thermique et l’inertie thermique travaillent en tandem pour nous offrir un intérieur agréable.

Comment est calculée l’inertie thermique ?

Afin de déterminer l’inertie thermique d’un matériau, il convient de se pencher sur trois éléments essentiels :

• La masse volumique d’un matériau (ρ), représente sa densité, c’est-à-dire son poids pour un volume donné, exprimé en kg/m3.
• Sa capacité thermique massique (c), exprimée en J/kg/K.
• Son coefficient de conductivité thermique (λ).

Ces trois éléments donnent naissance à deux notions qui permettent d’évaluer l’inertie thermique d’un matériau :

• Sa diffusivité : α = λ / (ρ * c) [m2/s].
• Son effusivité : E = (λ * ρ * c)^1/2 [ J.K-1.m-2.s-1/2].

Inutile de connaître ces formules par cœur, retenez simplement que les matériaux à faible diffusivité thermique transmettent lentement l’énergie thermique. Ainsi, ils empêchent le froid ou la chaleur d’entrer dans le logement. D’un autre côté, les matériaux à forte effusivité échangent rapidement l’énergie thermique avec leur environnement. Idéalement, un matériau devrait cumuler faible diffusivité et forte effusivité, mais malheureusement ces deux notions sont interdépendantes. Donc, un matériau avec faible diffusivité a inévitablement une faible effusivité.

Inertie thermique : le comparatif des matériaux courants

Voici quelques exemples d’inertie thermique de matériaux de construction :

• Inertie thermique du béton : 2400 à 2610 kJ/m3.K.
• Inertie thermique du bois de charpente : 960 kJ/m3.K.
• Inertie thermique de la brique alvéolée : 586 kJ/m3.K.
• Inertie thermique de la pierre : 2520 à 2790 kJ/m3.K.
• Inertie thermique de la terre cuite : 630 à 1800 kJ/m3.K.

Par conséquent, le choix des matériaux de construction joue un rôle déterminant dans l’efficacité thermique et la performance énergétique des bâtiments.

Nous le voyons, l’inertie est un élément clé pour un bon confort thermique et dépend des matériaux et des techniques de construction. Pour estimer l’inertie d’un bâtiment, il faut se concentrer sur la diffusivité et l’effusivité des matériaux. Si vous prévoyez des travaux d’isolation, connaître le niveau d’inertie de votre habitation vous aidera à faire le bon choix. Dans une maison à faible inertie, optez pour des isolants denses pour un bon déphasage thermique.

L’isolation thermique par l’extérieur (ITE) est également recommandée pour préserver les qualités d’inertie naturelle des matériaux de construction. Enfin, il est utile de rappeler que, pour financer vos travaux d’isolation thermique du bâtiment, vous pouvez bénéficier d’aides financières telles que celles de l’ANAH ou le dispositif des CEE.