Analyse énergétique et éco-rénovation à l'aide de caméras infrarouges

La première étape pour l'évaluation de la consommation d'énergie d'un bâtiment consiste en un audit énergétique. Il est composé de différents tests de performance de la maison qui identifient les possibilités de réduction de la consommation d'énergie. Une fois que l'audit est terminé, diverses techniques de traitement contre les intempéries sont effectuées pour améliorer l'efficacité énergétique du bâtiment, souvent appelé «éco-rénovation». Le terme « éco-rénovation » est communément associé avec le département américain de l'énergie (DOE) et le programme d'aide pour l'éco-rénovation.

Le programme offre aux familles à faible revenu la possibilité de réduire les factures d'énergie au moyen d'un audit de leur logement et d'un traitement contre les intempéries Bien que le programme du DOE soit destiné aux ménages à faible revenu, tous les propriétaires peuvent bénéficier d'un audit énergétique et effectuer les réparations nécessaires.

Consommation et perte d'énergie résidentielle

Figure 1. Source : DOE, http://www1.eere.energy.gov/consumer/tips/air_leaks.html Date d'accès : 20/04/2009

Le chauffage et le refroidissement des espaces climatisés ou des espaces de vie représentent près de 45 % de la consommation d'énergie d'une maison typique Les propriétaires peuvent réaliser des économies importantes si les mesures appropriées sont prises pour contrôler les fuites d'air indésirables, car les fuites d'air sont liées directement aux coûts de chauffage et de refroidissement La figure 1 illustre les différentes zones dans une maison et les pourcentage de fuites d'air qu'elles représentent. Selon ENERGY STAR®, assurer l'étanchéité et l'isolation de l'enveloppe ou la structure de votre maison (les murs extérieurs, le plafond, les fenêtres, les portes et les planchers) est souvent le moyen le plus rentable pour améliorer l'efficacité énergétique et le confort.

La valeur de la technologie infrarouge

Les fuites d'air et les problèmes d'isolation dans les maisons passent souvent inaperçus tout simplement parce que nous ne pouvons pas les voir. Cela à moins d'utiliser les images infrarouges ou thermiques. Désormais abordable, la thermographie est devenue largement acceptée comme un outil indispensable pour l'audit énergétique et l'éco-rénovation.

L'incrustation d'image, un mode de visualisation IR-Fusion, élimine les conjectures des problèmes de relocalisation en fournissant un cadre de référence comme dans cette image infrarouge d'une fuite d'air à l'endroit où un mur extérieur rejoint les fondations.

Les auditeurs d'énergie et les professionnels de l'éco-rénovation ont recours aux images thermiques, car elles procurent un moyen rapide et facile pour identifier et documenter les emplacements exacts des problèmes. Dans un secteur où la vitesse et la précision sont essentielles, l'infrarouge permet des inspections plus rapides et une documentation plus détaillée. De nombreux outils d'audit traditionnels donnent une idée générale de l'endroit où les problèmes se trouvent, sans toutefois fournir les détails précis de leur localisation.

Peut-être la partie la plus précieuse de l'inspection infrarouge est la capacité à documenter et communiquer les résultats Toutes les caméras thermiques Fluke comprennent IR-Fusion®, une technologie qui combine une image infrarouge avec une image visuelle pour une meilleure identification, et des analyses et rapports améliorés. En incorporant l'image de référence visuelle, les clients ou les entrepreneurs chargés des réparations peuvent facilement localiser à nouveau des problèmes après qu'un audit soit terminé.

Les images thermiques peuvent également être utilisées pour valider l'efficacité des réparations et des améliorations comme le calfeutrage, le remplissage des vides avec de la mousse de pulvérisation et l'ajout d'isolant en effectuant une inspection de suivi par infrarouge.

Inspection des fuites d'air

L'échange d'air contrôlé est nécessaire pour la sécurité des occupants, mais la plupart des structures gaspillent beaucoup d'énergie à travers les fuites d'air excessives et incontrôlées. Les recours en cas de fuites peuvent être simples, mais les trouver sans l'utilisation de la technologie infrarouge reste un défi.

Selon la norme ASTM E1186, pour de meilleurs résultats d'inspection de fuites d'air, une différence de température, ou Delta T, d'au moins -16 °C de l'intérieur vers l'extérieur d'une structure doit être présente (plus la différence est grande, mieux c'est). Pour cette raison, il est plus facile d'effectuer des inspections pendant les périodes de chaleur intense ou de froid intense.

Figure 2.

Les fuites d'air importantes ont tendance à se produire près des greniers et des caves en raison de l'effet de cheminée. L'effet de cheminée se produit lorsque l'air chaud qui monte dans une maison crée une zone de basse pression aux niveaux inférieurs et de haute pression près du toit. Ces différences de pression forcent l'air chaud à sortir par la partie supérieure et le froid à entrer par la partie inférieure. Les autres zones communes de fuites d'air sont mises en évidence dans la figure 2.

La recherche des fuites d'air est grandement améliorée par l'utilisation d'une porte soufflante. Les auditeurs et les inspecteurs ont longtemps utilisé les portes soufflantes pour mesurer le taux de renouvellement de l'air ou l'étanchéité globale de l'air d'une structure. Les portes soufflantes créent une différence de pression (en général négative) de l'intérieur vers l'extérieur de la structure. En créant une différence de pression, les fuites d'air sont exagérées et l'effet de l'air en mouvement sur les surfaces autour des fuites est ainsi exagéré. Lorsqu'elles sont utilisées en conjonction avec des portes soufflantes, les caméras thermiques détectent plus facilement les fuites d'air car il y a une plus grande différence de température sur les surfaces autour de la source de la fuite d'air. Cette différence de température exagérée permet également d'effectuer des inspections infrarouges plus souvent tout au long de l'année car la porte soufflante réduit les Delta T requis

Inspection de l'isolation

Les problèmes d'isolation qui conduisent à la perte d'énergie comprennent souvent des installations manquantes et/ou insuffisantes pour les problèmes d'humidité. Toutes réduisent l'efficacité de l'isolation et peuvent conduire à la dérivation thermique et / ou de l'air.

Selon la norme ASTM C1060, pour de meilleurs résultats de l'inspection d'isolation, une différence de température, ou Delta T, d'au moins -7 °C de l'intérieur vers l'extérieur d'une structure doit être présente (plus la différence est grande, mieux c'est).

Il est beaucoup plus facile d'interpréter les résultats si le type d'isolation est connu. Connaître le type d'isolation permet à l'auditeur de mieux se préparer pour les problèmes couramment associés à certains types d'isolation. Par exemple, l'isolation soufflée est notoire pour son usure au fil du temps.

Isolation encastrée soufflée dans un grenier

Humidité

L'humidité et la condensation vont souvent main dans la main avec les fuites d'air dans une structure, car l'air offre un moyen à l'humidité de se propager. L'humidité, incorrectement corrigée, peut conduire à des dommages aux bâtiments, réduire l'efficacité de l'isolation et développer les moisissures.

Les caméras thermiques sont des outils très efficaces pour identifier l'humidité. L'eau a une capacité thermique élevée, ce qui signifie qu'elle absorbe et stocke l'énergie de manière efficace. La capacité thermique
de l'eau ou les effets du refroidissement par évaporation (habituellement de -16 °C à -15 °C de différence de température de surface) permettent de révéler l'étendue des dégâts de l'humidité, même lorsque la surface est sèche au toucher. Tout soupçon d'humidité doit être validé avec un hygromètre.

Considérations et procédures d'inspection

  • La connaissance des méthodes et matériaux de construction est essentielle. Les audits infrarouges sont mieux exécutés par quelqu'un qui comprend comment les bâtiments fonctionnent et comment ils sont construits.
  • Les inspections thermiques peuvent être effectuées à la fois lors de temps chaud et froid. En utilisant le système HVAC, le Delta T adéquat peut être influencé mécaniquement. Cependant, veillez toujours à la stabilisation de la température à l'intérieur en fermant la climatisation au moins 15 minutes avant de commencer une inspection.
  • Pour assurer une inspection approfondie, travaillez de manière systématique. Suivez un itinéraire et assurez-vous de contrôler à la fois les murs intérieurs et extérieurs. En outre, il est toujours préférable d'enregistrer un commentaire vocal approprié, ou de prendre des annotations écrites pendant l'inspection pour être sûr d'avoir les informations adéquates pour le rapport final.
  • Les caméras thermiques peuvent être exploitées en mode de mise à l'échelle de température auto ou manuel. Pour de meilleurs résultats et vous assurer que tous les problèmes sont identifiés, utilisez le mode de mise à l'échelle manuel. Gardez une plage étroite et ajuster le niveau si nécessaire.
  • La charge solaire et le vent sont des facteurs environnementaux qui doivent être pris en compte. La charge solaire se produit lorsqu'un, ou plusieurs, côtés d'une structure sont uniformément chauffés par le soleil, ce qui provoque des différences de température à masquer. De même, le vent se déplaçant sur une structure peut changer les signatures thermiques, ou créer des différences de pression inattendues qui peuvent laisser certains problèmes non détectés.
  • La sensibilité thermique, ou NETD, est un facteur clé à considérer lors de l'achat d'une caméra thermique pour les inspections de constructions. Le NETD devrait être d'au moins 0,1 °C (100 mK) à 30 °C ou mieux. Plus la caméra est sensible, plus il sera facile d'identifier les anomalies. Les caméras hautement sensibles sont plus efficaces pour mener des inspections tout au long de l'année ou en présence d'un Delta T minimum.