Que permet de quantifier Ψ (psi) ?

Quand on cherche à évaluer la performance d’un pont thermique, on calcule son coefficient de transmission thermique linéique, une valeur notée Ψ (psi) et correspondant à la différence de déperdition thermique entre deux situations :

• l’intersection des parois telle qu’elle est dans le bâtiment, avec tous les isolants et parois adjacentes

• une situation de référence où l’on ne conserve que les parois entre intérieur et extérieur du bâtiment, et sans les angles entrant et sortant.

Si on prend l’exemple d’un refend, on va calculer deux déperditions thermiques, l’une dans le cas géométrique avec refend (ci-dessous à gauche), l’autre dans une situation géométrique sans refend (ci-dessous à droite) :

Dans quelle unité Ψ est-il exprimé ?

Ψ est appelé le coefficient de transmission thermique linéique, et il s’exprime en W / (m.K). 

Sa valeur correspond au flux d’énergie thermique (W) causé par le pont thermique considéré pour chaque mètre de linéique (m) et pour chaque degré (K) de différence entre intérieur et extérieur.

Ainsi, si la liaison linéique s’étend sur 5 mètres, et qu’on cherche à connaître l’énergie thermique perdue par le pont thermique quand il y a une différence de 7° entre l’intérieur et l’extérieur, on devra multiplier la valeur de Ψ par 5, puis par 7, pour obtenir une valeur en watt.

Peut-on avoir des Ψ négatifs ?

La plupart du temps, les Ψ calculés sont positifs, car l’intersection de plusieurs parois est un pont thermique. Cependant, différentes configurations peuvent mener à des Ψ négatifs, notamment quand la configuration améliore la thermique par rapport à la situation de référence (où l’on ne conserve que les parois entre intérieur et extérieur du bâtiment, et sans les angles entrant et sortant).

On rencontre principalement deux situations dans lesquelles le Ψ est négatif : 

• dans le cas d’une géométrie favorable, où l’intersection diminue la déperdition thermique

• dans le cas d’une isolation très efficace au niveau d’une intersection

On donne ci-dessous deux exemples d’illustration.

Cas 1 : angle entrant

Dans le cas d’un angle entrant, la quantité de matière présente au niveau de l’angle est plus importante que si le mur avait été droit. Ce surplus de matière entraîne une meilleure isolation, et donc un Ψ négatif.

D’un point de vue algorithmique, la valeur psi est obtenue en calculant la différence de déperdition thermique entre la configuration du bâtiment et la situation de référence. Le schéma ci-dessous illustre la compacité de la configuration du bâtiment en comparaison de la situation de référence.

Dans ClimaWin, le calcul se fait en réglementation thermique française. La saisie des dimensions des parois se fait depuis l’intérieur, et non suivant l’extérieur comme dans l’approche Passivhaus. La figure ci-dessus montre comment la surface entre l’extérieur et le mur est plus grande dans la situation de référence que dans la configuration du bâtiment, ce qui participe fortement à l’obtention d’un psi négatif.

Remarque : c’est le phénomène inverse qui se produit quand l’angle est un angle sortant : la configuration géométrique réduit la quantité de matière permettant d’isoler l’intérieur de l’extérieur.

Cas 2 : poutre très isolée

Si on a placé sur une poutre une isolation plus efficace que sur les parois adjacentes, on réduit les déperditions thermiques à cet endroit par rapport à une version sans poutre (ou avec une poutre à l’isolation similaire aux parois). 

On retrouve ci-dessous deux captures d’écran résultant du calcul du Ψ pour une poutre avec isolation très épaisse vs une poutre avec isolation similaire aux deux parois adjacentes.