ACL

Connexion

Association des Centraliens de Lyon

   Retour au dossier
Vue 127 fois
09 décembre 2019

Les matériaux à changement de phase pour isoler les bâtiments

Des aspects auxquels de nouveaux matériaux apportent notamment des solutions. Le point avec Yann Randrianarison (ECM 18), double diplômé de la Technical University of Denmark.


Aujourd'hui, l’isolation thermique des bâtiments apparaît comme une solution naturelle et intuitive pour garantir le confort des occupants et réduire les factures de chauffage. Le secteur du bâtiment en Europe représente, devant le secteur des transports et de l’industrie, environ 40 % de la consommation d’énergie finale, dont près de la moitié pour le chauffage et la climatisation1 des maisons individuelles. Il s’agit donc d’un gisement potentiel  d’économies d’énergie remarquable, qui se retrouve devant un défi autant qu’une opportunité.


Les matériaux à changement de phase

Parmi les solutions permettant d’optimiser l’isolation thermique des bâtiments, on trouve les matériaux à changement de phase (MCP ou phase change materials). Ceux-ci fonctionnent sur un principe d’absorption, stockage et relargage de chaleur par changement d’état. L’idée consiste à exploiter les propriétés physico-chimiques de composés organiques et inorganiques (dits « eutectiques ») afin de réguler les flux de chaleur. Lorsque le MCP passe à l’état gazeux, il opère un changement de phase en absorbant la chaleur de son environnement, qu’il refroidit en conséquence. Inversement, lorsque le MCP se condense ou se solidifie, il restitue de la chaleur et réchauffe son
environnement.


Ces matériaux présentent de multiples intérêts pour des applications dans le bâtiment car ils rendent possibles le stockage de chaleur et donc la décorrélation temporelle entre besoins de consommation et de production, été comme hiver. On trouve aujourd’hui sur le marché différents produits à base de MCP : cire de paraffine encapsulée dans des polymères au sein de murs ou intégrée dans des plaques de plâtre, enduits pour une utilisation en surface, matériaux de type béton cellulaire, ou encore des panneaux-sandwichs pour les façades. Autre avantage des MCP : leur grande compacité, c’est-à-dire leur aptitude à stocker beaucoup d’énergie dans un faible volume.

Elle permet d’augmenter l’inertie des bâtiments, c’est-à-dire les possibilités de réponses aux sollicitations thermiques intérieures ou extérieures (lissage des pics de température).

Ces matériaux restent aujourd’hui moins diffusés que les solutions d’isolation thermiques plus classiques, comme la laine de verre ou laine de roche. C’est notamment dû à des limites liées à leurs propriétés intrinsèques,  comme leur durée de vie et le phénomène de surfusion (le matériau peut rester liquide au-delà de son point de solidification).

 

D’autres enjeux dans le bâtiment

De nombreux enjeux transverses gravitent autour de l’usage de nouveaux matériaux dans le bâtiment, notamment liés à la consommation et aux usages. Les solutions devront obligatoirement reposer sur une compréhension clairement identifiée de nos usages réels. Leur emploi devra également s’inscrire dans le cadre réglementaire et normatif : l’arrivée de la RT 2020, qui vise à imposer la construction de bâtiments à énergie positive invite par exemple à se questionner sur le développement de nouveaux matériaux qui pourront effectivement répondre à ces nouvelles attentes.

 

Notes et références :

1 - Tian Z. et al., Towards adoption of building energy simulation and optimization for passive building design: A survey and a review. Energy and Buildings, 2018. 158: p. 1306-1316.

Auteur

Yann Randrianarison (ECM 18 et double diplômé de la Technical University of Denmark), est spécialisé dans le domaine des énergies renouvelables et économies d’énergie. Il a été vice-président de KSI Junior-Entreprise 2015.

Articles du dossier

Commentaires

Commentaires

Vous devez être connecté pour laisser un commentaire. Connectez-vous.



Ajoutez un message personnel