Isolation Thermique & Acoustique Avancée

Ce cours traite de la physique appliquée de l’enveloppe du bâtiment en climat chaud : transferts thermiques à travers les parois, apports solaires, stratégies bioclimatiques, isolation thermique (matériaux, isolation par l’extérieur, toitures-terrasses), acoustique du bâtiment (isolement aux bruits aériens et d’impact, traitement des locaux techniques) et performance énergétique réglementaire. Au Sahel, la problématique est inversée par rapport aux climats tempérés : il s’agit d’abord de se protéger de la chaleur (rayonnement solaire intense, températures extérieures de 40-45 °C en saison chaude) et de limiter la consommation des climatiseurs, qui représentent souvent plus de la moitié de la facture d’électricité des bâtiments tertiaires à Niamey, tout en assurant le confort des bâtiments non climatisés (écoles, logements). Les méthodes réglementaires étudiées (coefficients Bbio et Cep, labels environnementaux) sont présentées avec leur logique de calcul et appliquées à des études de cas nigériennes : école, bâtiment administratif, local de groupe électrogène.

Objectifs d’apprentissage

• Concevoir l’enveloppe thermique d’un bâtiment pour le confort en zone sahélienne.
• Calculer les déperditions et les apports thermiques selon la méthode réglementaire.
• Dimensionner les systèmes d’isolation acoustique des parois et planchers.
• Appliquer les normes de performance énergétique des bâtiments (RT Niger 2020).

Prérequis

Physique appliquée au génie civil (PCG1103, Licence GCI S1) ; Dimensionnement des bâtiments et ouvrages (Licence GCI). Sont supposés acquis : conduction, convection et rayonnement, notions d’ondes et de décibels, lecture de plans de bâtiment.

Plan du cours

1. Leçon 1 — Thermique du bâtiment en zone sahélienne
2. Leçon 2 — Isolation thermique des bâtiments
3. Leçon 3 — Acoustique des bâtiments
4. Leçon 4 — Performance énergétique et réglementation

Travaux pratiques

• TP guidé 1 : mesure in situ du coefficient U d’une paroi par fluxmètre et thermocouples (leçon 1).
• TP guidé 2 : étude comparative d’enveloppes d’une école sur tableur (leçon 2).
• TP guidé 3 : mesure de l’isolement acoustique et du temps de réverbération au sonomètre (leçon 3).
• TP guidé 4 : première simulation thermique dynamique sous EnergyPlus avec un fichier météo de Niamey (leçon 4).

Modalités d’évaluation

Volume horaire : CM 10 h, TD 10 h, TP 10 h, travail personnel 30 h (total 60 h) ; 3 crédits. Évaluation mixte : contrôle continu 40 % (rapports de TP, TD, quiz) et examen terminal 60 % (étude d’enveloppe thermique et acoustique d’un bâtiment).

Bibliographie

• CSTB, Règles Th-Bat et méthode de calcul Th-BCE de la RT 2012 (cstb.fr).
• Berge P., Acoustique des bâtiments, Eyrolles.
• Liébard A., De Herde A., Traité d’architecture et d’urbanisme bioclimatiques, Le Moniteur.
• NF EN ISO 6946 (résistance thermique des parois), NF EN ISO 717-1 et 717-2 (indices uniques en acoustique), NF EN ISO 12354 (performance acoustique prévisionnelle).