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Performance environnementale du Procédé GBE® : isolation, inertie, énergie et carbone


Le Procédé GBE® associe un voile intérieur porteur en béton armé, une isolation thermique continue et une paroi extérieure en béton armé, coulés en place. Cette configuration permet d’agir sur plusieurs paramètres de la performance de l’enveloppe : isolation, ponts thermiques, inertie, confort d’été, étanchéité à l’air, énergie, carbone et durabilité.

Les performances en bref
PROPRIÉTÉ CONTRIBUTION DU PROCÉDÉ GBE® RÉFÉRENCE
Isolation thermique Isolant continu intégré au mur, de 5 à 34 cm selon la configuration Avis Technique
Ponts thermiques Fonctionnement thermique comparable à une isolation par l’extérieur Étude thermique annexe de l'Avis Technique
Inertie Voile porteur en béton placé côté intérieur de l’isolant Physique du bâtiment / NF EN ISO 13786
Confort d’été Isolation et masse thermique intérieure (béton) pour limiter et décaler les variations de température RE2020 / NF EN ISO 13786
Étanchéité à l’air Ex : 0,07 m³/(h·m²) sous 4 Pa mesuré sur l’opération Darcy Rapport d’essai du 27/06/2011
Énergie Contribution à la réduction de Bbio, Cep et Cep,nr RE2020
Carbone Compatibilité avec des formulations de bétons et isolants à plus faible empreinte carbone FDES / ACV RE2020
Durabilité Isolant protégé entre deux parois en béton armé sans lame d'air Principe constructif du Procédé GBE®

Isolation thermique et maîtrise des ponts thermiques

Comment le Procédé GBE® limite-t-il les déperditions thermiques ?

Dans le Procédé GBE®, l’isolant forme une couche continue entre les deux parois en béton et peut présenter une épaisseur comprise entre 5 et 34 cm dans le domaine décrit par l’Avis Technique. La résistance thermique dépend principalement de l’épaisseur et de la conductivité thermique λ de l’isolant choisi. Les planchers sont reliés au voile intérieur porteur, tandis que l’isolant reste continu sur la façade hors détails particuliers. Pour les liaisons avec les planchers intermédiaires ou hauts, l’étude thermique GBE prévoit une majoration de 0,014 W/(m.K) de la valeur Ψ issue des Règles Th-U afin d’intégrer l’effet des épingles inox traversant l’isolant. Sur l’Îlot Darcy, une thermographie réalisée par Helair Ingénierie le 5 décembre 2012 selon un protocole simplifié conforme à la NF EN 13187 a montré une température homogène de façade et conclu à une bonne qualité d’isolation de l’enveloppe.

Résistance thermique des isolants compatibles avec le Procédé GBE® selon leur épaisseur (en m².K/W)
Épaisseur isolant Polyuréthane λ = 0,022 W/(m.K) Polystyrène expansé λ = 0,031 W/(m.K) Fibre de bois λ = 0,042 W/(m.K) Laine de roche λ = 0,038 W/(m.K)
8 cm R = 3,70 R = 2,60 R = 1,90 R = 2,10
10 cm R = 4,65 R = 3,25 R = 2,35 R = 2,60
12 cm R = 5,55 R = 3,90 R = 2,85 R = 3,15
14 cm R = 6,50 R = 4,55 R = 3,30 R = 3,65
16 cm R = 7,40 R = 5,20 R = 3,80 R = 4,20
18 cm R = 8,15 R = 5,90 R = 4,25 R = 4,70
20 cm R = 9,05 R = 6,55 R = 4,75 R = 5,25
22 cm R = 10,00 R = 7,20 R = 5,20 R = 5,75

A titre indicatif, en retenant une conductivité thermique d’environ λ = 2,0 W/(m.K) pour un béton armé courant, 1 cm de béton apporte environ R = 0,005 m².K/W.

Exemple de calcul de la résistance thermique d’un mur GBE®

Pour un mur Procédé GBE® de configuration 10 cm béton extérieur / 12 cm polyuréthane / 15 cm béton intérieur :

  • Résistance thermique du béton : 0,005 × 25 cm = 0,125 m².K/W
  • Résistance thermique du PU 12 cm : R = 5,55 m².K/W
  • Résistance thermique totale du mur : R ≍ 5,68 m².K/W, hors résistances superficielles et singularités constructives.

Thermographie d’une réalisation Procédé GBE® – Ilôt Darcy (immeuble de logement) à Bourg-de-Thizy (premier bâtiment employant le Procédé GBE®)

Une thermographie réalisée par Helair Ingénierie le 5 décembre 2012 selon un protocole simplifié conforme à la NF EN 13187 montre une température homogène sur la façade. Le rapport conclut à une bonne qualité d’isolation de l’enveloppe. Une élévation ponctuelle de température est observée sous toiture, indépendamment de la partie courante de la façade.

image-thermographique-ilot-darcy.png

Confort d'hiver/d'été

Pourquoi le béton intérieur apporte-t-il de l’inertie thermique ?

Dans le Procédé GBE®, le voile porteur en béton est situé côté intérieur de l’isolant : sa masse reste donc en interaction thermique avec les locaux. Elle peut absorber puis restituer de l’énergie au fil des variations de température. En hiver, cette inertie contribue à stabiliser la température intérieure. En été, elle peut absorber une partie des apports de chaleur et, lorsque le bâtiment est rafraîchi pendant les périodes nocturnes plus fraîches, limiter et décaler les pics de température. Selon la configuration globale du bâtiment, la masse du béton peut contribuer à une classe d’inertie lourde à très lourde au sens des règles Th-I. La RE2020 évalue le confort d’été par l’indicateur DH, exprimé en degrés-heures d’inconfort. L’isolation limite les échanges par conduction tandis que l’inertie amortit les variations thermiques ; le comportement dynamique des parois est notamment caractérisé selon la NF EN ISO 13786.

Cette combinaison constitue un levier de conception face aux épisodes de forte chaleur ; son effet dépend néanmoins de la conception globale du bâtiment et notamment de la gestion des apports solaires et du rafraîchissement nocturne.

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Bilan carbone et RE2020 (Réglementation Environnementale 2020)

Quel impact sur Bbio, Cep, Cep,nr et le confort d’été DH ?

Le Procédé GBE® peut contribuer aux indicateurs énergétiques de la RE2020 en agissant sur le comportement thermique de l’enveloppe. L’isolation continue et la maîtrise des ponts thermiques participent à la réduction des besoins de chauffage et de refroidissement pris en compte dans le Bbio. La diminution de ces besoins peut ensuite contribuer aux résultats Cep et Cep,nr, relatifs aux consommations conventionnelles d’énergie primaire.

Le confort d’été est évalué par l’indicateur DH, exprimé en °C.h, qui cumule heure par heure les dépassements de la température conventionnelle de confort. Son calcul repose sur une simulation thermique dynamique prenant notamment en compte l’isolation, les apports solaires et l’inertie du bâtiment. Dans le Procédé GBE®, le voile béton intérieur, situé en deçà de l’isolant, contribue directement à cette inertie thermique. La composition complète de la paroi participe par ailleurs au comportement thermique dynamique de l’enveloppe.

Ces contributions restent dépendantes de la conception globale du bâtiment : orientation, vitrages, protections solaires, ventilation, équipements et systèmes énergétiques.

Bilan carbone et choix des matériaux

Peut-on utiliser des bétons à plus faible empreinte carbone ?

Oui. Le Procédé GBE® n’impose pas une formulation de béton propriétaire. L’entreprise de gros œuvre conserve ses fournisseurs habituels et peut étudier avec eux des formulations à plus faible empreinte carbone, sous réserve de respecter les performances mécaniques, les classes d’exposition, la durabilité, les conditions de mise en œuvre et les exigences architecturales du projet. La réduction de la teneur en clinker, l’emploi de liants adaptés ou l’optimisation de la formulation constituent notamment des leviers possibles, à examiner au cas par cas. Cette liberté de formulation permet d’intégrer différentes FDES dans l’ACV RE2020 et d’en comparer l’influence sur l’indicateur Icconstruction. La même logique s’applique à l’isolant : sa nature, son épaisseur et ses données environnementales peuvent être adaptées aux objectifs thermiques et carbone de l’opération. L’impact environnemental doit donc être évalué à partir des produits réellement prescrits et des données environnementales associées.

Durabilité et étanchéité à l'air de l'enveloppe

Comment l’isolant est-il protégé et quelle étanchéité à l’air peut être obtenue ?

Dans le Procédé GBE®, l’isolant est placé entre deux parois en béton armé, sans lame d’air : il n’est pas exposé aux UV, aux chocs ni aux sollicitations courantes de la surface extérieure d’une façade. Cette disposition protège durablement la fonction thermique au cœur de l’enveloppe. Le béton coulé en place présente en outre peu de discontinuités en partie courante, ce qui peut favoriser la maîtrise de l’étanchéité à l’air lorsque les points singuliers sont correctement traités. Sur l’Îlot Darcy, premier bâtiment employant le Procédé GBE®, un essai du 27 juin 2011 a mesuré une perméabilité à l’air de 0,07 m³/(h·m²) sous 4 Pa. Le rapport indique qu’aucune fuite significative n’a été constatée. Cette valeur est une mesure propre au logement testé et ne constitue pas une performance garantie pour tous les bâtiments. Le Procédé GBE® étant coulé en place et non préfabriqué, il ne génère pas de joints entre panneaux à traiter, hors joints prévus par la conception de l’ouvrage, notamment les joints de dilatation.

Extrait du Rapport de perméabilité à l’air – Îlot Darcy – 27 juin 2011 :

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NB : Le Procédé GBE® étant coulé en place et non préfabriqué, il ne génère pas de joints entre panneaux à traiter ; seuls sont à prévoir les joints liés à la conception de l’ouvrage, notamment les joints de dilatation.

Documents de référence

  • Avis Technique du Procédé GBE® 3.2/17-916_V3 – CSTB – description, domaine d’emploi et dispositions constructives.
  • Helair Ingénierie, rapport thermographique du 05/12/2012 (téléchargeable ci-après)
  • Rapport de perméabilité à l’air – Îlot Darcy – 27 juin 2011 – mesure de 0,07 m³/(h·m²) sous 4 Pa sur le logement testé. (téléchargeable ci-après)
  • Règles Th-U – calcul des caractéristiques thermiques des parois et des ponts thermiques.
  • NF EN ISO 13786 – caractéristiques thermiques dynamiques des composants de bâtiment.
  • RE2020 – Bbio, Cep, Cep,nr, DH, Icénergie et Icconstruction.

Dernière mise à jour : août 2026