Confort thermique et RT/RE 2020

En clair. Isolation, ponts thermiques, énergie positive.

Ce qu'on te demande au bac STI2D : maîtriser le vocabulaire de « Confort thermique et RT/RE 2020 », savoir refaire les calculs ou raisonnements du cours et les appliquer à un cas concret.

Conseil de révision. Relis d'abord l'encadré, puis fais le quiz : si tu bloques, reprends la partie correspondante du cours.

Introduction

Le confort thermique dépend de six facteurs : température de l'air, température des parois, humidité relative, vitesse d'air, activité (met) et vêture (clo). Le modèle de Fanger (PMV/PPD, ISO 7730) le formalise pour piloter la conception.

Paramètres du confort (ISO 7730)

• Température opérative $T_{op} \approx (T_{air} + T_{parois})/2$ ; visée 19-21 °C en hiver, 24-26 °C en été.
• Humidité relative : 40-60 %.
• Vitesse d'air : < 0,15 m/s en hiver, < 0,25 m/s en été.
• Écart T_air / T_paroi < 3 °C pour éviter la sensation de « paroi froide ».
• PMV (Predicted Mean Vote) entre -0,5 et +0,5 ; PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied) < 10 %.

De la RT à la RE 2020

Historique

• 1974 : première réglementation post-choc pétrolier.
• RT 2005, RT 2012 (Bbio, Cep, Tic, obligation ENR en maison individuelle).
• RE 2020 : cible bas carbone + confort d'été renforcé + ACV.

Décret & arrêté RE 2020

• Décret n° 2021-1004 du 29/07/2021.
• Arrêté du 4/08/2021 (méthode Th-BCE 2020).

Indicateurs RE 2020 (rappels)

• Bbio : besoin bioclimatique (chauffage, refroidissement, éclairage). Récompense compacité, orientation, isolation, apports gratuits.
• Cep,nr : conso énergie primaire non renouvelable, kWh/(m²·an).
• Cep : conso énergie primaire totale.
• Ic construction et Ic énergie : ACV dynamique.
• DH : degrés-heures inconfort estival. Cible ≤ 350 sans pénalisation ; > 1 250 = non conforme.

Confort d'été (nouveauté RE 2020)

• Fin de la conception 100 % « climatiseur ».
• Solutions passives obligatoires :
  • Inertie thermique (mur béton, dalle lourde) : lissage des pics.
  • Protections solaires mobiles : brise-soleil, volets, stores extérieurs.
  • Ventilation nocturne traversante.
  • Végétalisation (arbres, toitures végétales).

Coefficients réglementaires clés

Étude de cas

Maison RT 2012 → passage RE 2020 :

• Ajout de 5 cm d'ITE (R passe de 3,7 à 5,4).
• Passage double → triple vitrage ($U_w$ : 1,4 → 0,9).
• Chaudière gaz remplacée par PAC A/E (Ic énergie divisé par 4).
• DH : 640 → 320 grâce à volets extérieurs et VMC bypass.

Exemple chiffré 1 — déperditions d'une maison

Maison de 120 m² habitables, enveloppe : murs 110 m² ($U = 0{,}20$), toiture 70 m² ($U = 0{,}15$), plancher 70 m² ($U = 0{,}22$), menuiseries 22 m² ($U_w = 1{,}3$), ponts thermiques 8 W/K.

$\sum US = 110(0{,}20) + 70(0{,}15) + 70(0{,}22) + 22(1{,}3) + 8 = 22 + 10{,}5 + 15{,}4 + 28{,}6 + 8 = 84{,}5\ \text{W/K}$

Renouvellement d'air VMC double flux, débit 120 m³/h, efficacité 85 % :

$H_v = 0{,}34 \times 120 \times (1 - 0{,}85) = 6{,}1\ \text{W/K}$

Puissance de chauffage à -7 °C extérieur pour 20 °C intérieur :

$P = (84{,}5 + 6{,}1) \times 27 = 2\,446\ \text{W}$

Une PAC de 4 kW suffit largement — surdimensionner dégrade le SCOP par cycles courts.

Exemple chiffré 2 — indicateurs RE 2020

Le seuil Ic construction descend à 475 kg CO₂/m² en 2028 puis 415 en 2031 : c'est ce qui pousse vers le bois et les biosourcés.

Exemple chiffré 3 — confort d'été

Séjour exposé sud, 12 m² de vitrage, facteur solaire $S_w = 0{,}45$, apport solaire 500 W/m² en juillet :

$P_{solaire} = 12 \times 0{,}45 \times 500 = 2\,700\ \text{W}$

Avec un brise-soleil ramenant $S_w$ à 0,15 : 900 W, soit -67 % sans climatisation. Ajouter de l'inertie (dalle béton, 250 Wh/m²K) et une surventilation nocturne de 3 vol/h fait chuter le DH sous le seuil.

Points-clés à retenir

• La puissance de chauffage se calcule par $P = (\sum US + H_v)\,\Delta T$ : les menuiseries et ponts thermiques pèsent souvent 40 % du total.
• La RE 2020 ajoute deux exigences absentes de la RT 2012 : le carbone (ACV) et le confort d'été (DH).
• Protéger du soleil coûte moins cher que climatiser : casquette, volets, végétation, puis inertie et ventilation nocturne.