Un pont thermique est une zone de l'enveloppe où la résistance thermique, par ailleurs uniforme, est localement dégradée : par la pénétration d'un matériau plus conducteur, par un changement local d'épaisseur, ou par la géométrie même d'une liaison entre deux parois. Le fascicule Th-Bat consacré aux ponts thermiques rappelle que ces déperditions supplémentaires peuvent dépasser, sur certains bâtiments, 40 % des déperditions totales à travers l'enveloppe. Cette page traite du calcul d'une liaison prise isolément : la formule Déperdition = ψ × L, ses variables et leurs unités, l'origine légitime des valeurs de ψ, trois exemples chiffrés entièrement refaisables, le cadre réglementaire RE2020 applicable, puis les limites et les erreurs qui reviennent le plus souvent.
Méthode de calcul d'un pont thermique : formule, variables et unités
Le calcul d'un pont thermique se fait en deux temps qu'il ne faut jamais confondre. Le premier temps est la détermination du coefficient de transmission linéique ψ de la liaison, qui relève d'un calcul numérique bidimensionnel ou tridimensionnel normalisé, ou d'un catalogue de valeurs par défaut. Le second temps est la pondération de ce coefficient par le linéaire réellement mesuré sur le projet. C'est ce second temps que réalise un calculateur en ligne ; le premier repose entièrement sur la qualité de la valeur de ψ que l'on y injecte.
La formule Déperdition = ψ × L, variable par variable
ψ est le coefficient de transmission thermique linéique de la liaison, exprimé en watt par mètre-kelvin, W/(m.K). Il représente le flux de chaleur supplémentaire, au-delà de ce que les parois adjacentes évacuent déjà, par mètre de liaison et par kelvin d'écart entre l'ambiance chaude et l'ambiance froide. L est le linéaire de la liaison, en mètres. Le produit ψ × L donne un coefficient de déperdition en watt par kelvin, W/K.
Pour passer de W/K à une puissance en watts, il faut multiplier par l'écart de température considéré : Φ = ψ × L × ΔT. Cette distinction est essentielle, parce qu'un résultat en W/K est indépendant du climat tandis qu'un résultat en W est attaché à une hypothèse de température extérieure. Un calculateur qui affiche un résultat en W sans afficher le ΔT retenu doit être interrogé sur ce point.
Les ponts thermiques ponctuels, tridimensionnels, se traitent par un coefficient χ exprimé directement en W/K, multiplié par le nombre d'occurrences et non par une longueur. Le fascicule Th-Bat donne comme exemple typique la liaison entre un plancher et deux murs perpendiculaires de façade.
Une convention de mesure qui n'est pas anodine : les dimensions intérieures
Le fascicule Th-Bat Ponts thermiques précise que les déperditions à travers les ponts thermiques linéaires se calculent en pondérant les coefficients linéiques par leurs linéaires correspondants, déterminés à partir des dimensions intérieures des locaux. Cette convention n'est pas cosmétique : un ψ tabulé a été calculé dans ce système de dimensions, et le mesurer en dimensions extérieures fausse le résultat de manière systématique.
Corollaire souvent oublié : la valeur d'un ψ n'a de sens que couplée à la convention de dimensions et aux coefficients U des parois adjacentes retenus pour son calcul. Un même détail constructif ne donne pas le même ψ selon qu'on l'associe à un mur en isolation par l'intérieur ou par l'extérieur. Reprendre un ψ d'une configuration pour l'appliquer à une autre est une erreur de fond, pas une approximation.
D'où provient une valeur de ψ légitime
Trois origines sont admissibles, dans cet ordre de priorité décroissante. La première est le calcul numérique de la configuration précise, mené selon la NF EN ISO 10211 : le fascicule Th-Bat impose que les programmes de calcul soient vérifiés conformément à l'annexe A de cette norme, que le modèle géométrique intègre les parois voisines jusqu'à des plans de coupe placés à l'abri de la perturbation, et que la maille n'excède pas 25 mm dans la zone centrale du pont thermique pour les liaisons de gros œuvre.
La deuxième est la valeur figurant dans l'Avis technique du procédé mis en œuvre — c'est le cas des rupteurs de ponts thermiques, dont la performance est adossée à un dossier d'évaluation. La troisième est la valeur par défaut du fascicule Th-Bat, utilisable sans justification en l'absence de connaissance précise des épaisseurs, mais établie sur la base d'hypothèses de calcul défavorables : elle place le projet en sécurité, pas à l'optimum.
Le fascicule est explicite sur la hiérarchie : priment sur les valeurs par défaut les valeurs calculées dans la configuration précise du pont thermique considéré, ainsi que celles qui figurent dans les avis techniques. Une valeur trouvée dans une documentation commerciale, sans référence de calcul ni d'avis technique, ne fait pas partie des sources admissibles.
Le cas des planchers à entrevous : ψ moyen sur le pourtour
Sur un plancher à poutrelles et entrevous, le comportement de la liaison n'est pas le même selon que le mur reçoit l'extrémité des poutrelles ou qu'il leur est parallèle. Le fascicule Th-Bat définit donc un coefficient moyen sur le pourtour, ψm = (ψabout × Labout + ψrive × Lrive) / (Labout + Lrive).
En l'absence d'information précise sur les linéaires, il autorise une convention forfaitaire de répartition à 60 % de liaison en about et 40 % en rive, soit ψm = 0,6 × ψabout + 0,4 × ψrive. Il fournit également une pondération forfaitaire pour reconstituer le ψ en about à partir de deux calculs bidimensionnels : ψabout = 1/3 × ψpoutrelle + 2/3 × ψentrevous, où ψpoutrelle est la valeur pour une jonction avec un plancher en béton plein et ψentrevous celle pour une jonction avec un plancher à entrevous en polystyrène.
Enchaînement complet de la méthode
- 1. Identifier la nature exacte de la liaison : parois en présence, position et continuité de l'isolant, type de plancher, présence ou non d'un rupteur.
- 2. Récupérer le ψ correspondant : calcul NF EN ISO 10211 de la configuration réelle, à défaut Avis technique du procédé, à défaut valeur par défaut du fascicule Th-Bat.
- 3. Vérifier la cohérence entre la configuration du ψ retenu et celle du projet (sens d'isolation, épaisseurs, type de maçonnerie).
- 4. Mesurer le linéaire L en dimensions intérieures, conformément à la convention du fascicule Th-Bat.
- 5. Calculer le coefficient de déperdition de la liaison : ψ × L, en W/K.
- 6. Convertir éventuellement en puissance : Φ = ψ × L × ΔT, en précisant l'écart de température retenu.
- 7. Agréger toutes les liaisons du bâtiment et comparer aux plafonds réglementaires applicables.
Trois exemples chiffrés complets et vérifiables
Les valeurs de ψ utilisées ci-dessous sont des hypothèses de calcul explicites destinées à rendre les opérations vérifiables. Sur un projet réel, elles doivent être remplacées par les valeurs issues du calcul de la configuration effective, de l'Avis technique du procédé ou du fascicule Th-Bat.
Exemple 1 — Une liaison unique, du W/K au watt
Hypothèses : un linteau de 3,00 m de longueur mesurée en dimensions intérieures, auquel on attribue un coefficient linéique ψ = 0,35 W/(m.K).
Étape 1 — Coefficient de déperdition : ψ × L = 0,35 × 3,00 = 1,05 W/K.
Étape 2 — Puissance déperdie en conditions de base, avec une température intérieure de 19 °C et une température extérieure de base de −7 °C, soit ΔT = 26 K : Φ = 1,05 × 26 = 27,3 W.
Lecture du résultat : 27 W pour un seul linteau paraît anecdotique. C'est l'accumulation qui compte. Sur une maison comportant une quinzaine d'ouvertures, le seul poste des linteaux et des tableaux de baies peut représenter plusieurs centaines de watts, soit une fraction significative de la puissance de chauffage à installer.
Exemple 2 — Liaison plancher intermédiaire, ψ moyen sur le pourtour
Hypothèses : plancher à poutrelles et entrevous, ψpoutrelle = 0,75 W/(m.K) et ψentrevous = 0,52 W/(m.K) pour la liaison en about, ψrive = 0,35 W/(m.K), linéaires non détaillés donc convention forfaitaire 60/40 du fascicule Th-Bat. Linéaire total de la liaison : 40,00 m.
Étape 1 — Reconstitution du ψ en about : ψabout = 1/3 × 0,75 + 2/3 × 0,52 = 0,2500 + 0,3467 = 0,5967 W/(m.K).
Étape 2 — Moyenne sur le pourtour avec la convention 60/40 : ψm = 0,6 × 0,5967 + 0,4 × 0,35 = 0,3580 + 0,1400 = 0,4980 W/(m.K).
Étape 3 — Coefficient de déperdition de la liaison : ψm × L = 0,4980 × 40,00 = 19,92 W/K.
Étape 4 — Vérification du garde-fou : l'article 22 de l'arrêté du 4 août 2021 plafonne à 0,6 W/(m linéaire.K) le coefficient linéique moyen Ψ9 des liaisons entre planchers intermédiaires et murs donnant sur l'extérieur ou un local non chauffé. Avec 0,498 W/(m.K), la liaison satisfait ce plafond.
Lecture du résultat : cette liaison seule pèse près de 20 W/K, à comparer aux quelque 1,05 W/K du linteau de l'exemple 1. Sur un bâtiment très isolé, la liaison de plancher intermédiaire est régulièrement le premier poste de déperdition linéique — d'où l'intérêt d'une isolation par l'extérieur continue ou d'un rupteur sous Avis technique.
Exemple 3 — Agrégation et Ratio ψ du bâtiment
Hypothèses : maison individuelle de surface de référence 120 m². Trois familles de liaisons sont relevées — liaison plancher bas / mur, 42,00 m à ψ = 0,42 W/(m.K) ; liaison plancher intermédiaire / mur, 40,00 m à ψ = 0,498 W/(m.K) selon l'exemple 2 ; liaisons menuiseries / parois opaques, 96,00 m à ψ = 0,08 W/(m.K).
Étape 1 — Plancher bas : 0,42 × 42,00 = 17,64 W/K.
Étape 2 — Plancher intermédiaire : 0,498 × 40,00 = 19,92 W/K.
Étape 3 — Menuiseries : 0,08 × 96,00 = 7,68 W/K.
Étape 4 — Somme : Σ(ψ × L) = 17,64 + 19,92 + 7,68 = 45,24 W/K.
Étape 5 — Ratio rapporté à la surface de référence : 45,24 / 120 = 0,377 W/(m².K).
Lecture du résultat : cette valeur dépasse le plafond de 0,33 W/(m².Sref.K) fixé par l'article 22 de l'arrêté du 4 août 2021. Le projet devrait donc soit démontrer par ailleurs la condition alternative sur les températures de surface, soit réduire ses ponts thermiques. Un traitement du plancher intermédiaire ramenant son ψ de 0,498 à 0,25 W/(m.K) ferait tomber ce poste à 10,00 W/K et le total à 35,32 W/K, soit un ratio de 0,294 W/(m².K), en dessous du plafond. Le calcul montre où porter l'effort.
Le cadre réglementaire des ponts thermiques
Les ponts thermiques ne sont pas laissés à la seule optimisation globale : la RE2020 les encadre par une exigence de moyens spécifique, distincte des six indicateurs de résultat. Cette exigence vise autant la performance énergétique que la prévention du risque de condensation superficielle.
L'exigence de l'article 22 de l'arrêté du 4 août 2021
L'article 22 de l'arrêté du 4 août 2021 offre deux voies alternatives. La première consiste à justifier une température de surface au nu intérieur, et au droit du nu intérieur de l'isolant, supérieure à 15 °C en tout point de ces surfaces en conditions hivernales. La seconde consiste à respecter simultanément deux plafonds : le ratio de transmission thermique linéique moyen global, Ratio ψ, ne doit pas excéder 0,33 W/(m².Sref.K), et le coefficient de transmission thermique linéique moyen des liaisons entre les planchers intermédiaires et les murs donnant sur l'extérieur ou un local non chauffé, Ψ9, ne doit pas excéder 0,6 W/(m linéaire.K).
Attention à une confusion très répandue : la valeur de 0,28 W/(m².K) que l'on rencontre couramment dans la documentation technique correspond au garde-fou de la RT 2012, pas à celui de la RE2020. La valeur en vigueur pour les constructions relevant de la RE2020 est 0,33 W/(m².Sref.K), telle qu'elle figure au deuxième alinéa du II de l'article 22.
La foire aux questions officielle du portail RT-RE-bâtiment précise le périmètre de ce ratio : sont comptabilisés les ponts thermiques entre au moins deux parois dont l'une au moins est en contact avec l'extérieur ou un local non chauffé, y compris les liaisons entre parois et baies. Les ponts thermiques intégrés aux parois elles-mêmes en sont exclus — ils relèvent du calcul du U de la paroi, par la méthode des couches équivalentes.
Le rôle des ponts thermiques dans les indicateurs globaux
Indépendamment du garde-fou, les ponts thermiques alimentent le calcul des indicateurs Bbio et Cep de la RE2020, puisqu'ils augmentent les besoins de chauffage. Le guide RE2020 rappelle les niveaux d'exigence moyens applicables au logement : Bbio_maxmoyen de 63 points en maison individuelle ou accolée et 65 points en logement collectif, Cep,nr_maxmoyen de 55 et 70 kWhep/(m².an) respectivement, Cep_maxmoyen de 75 et 85 kWhep/(m².an), ces valeurs étant ensuite modulées selon la zone géographique, l'altitude, la présence de combles et les surfaces.
Le guide signale par ailleurs que, dans le régime d'exigences alternatives applicable à certaines petites constructions et extensions, le traitement des ponts thermiques figure explicitement parmi les exigences de moyens — avec une entrée en vigueur programmée en 2028 pour certaines catégories d'habitations légères de loisirs.
Les normes et documents techniques de référence
- NF EN ISO 10211 — Ponts thermiques dans le bâtiment : flux thermiques et températures superficielles, calculs détaillés. Méthode numérique de référence ; son annexe A sert à valider les logiciels de calcul.
- NF EN ISO 14683 — Ponts thermiques dans le bâtiment : transmission thermique linéique, méthodes simplifiées et valeurs par défaut.
- NF EN ISO 13370 — Performance thermique des bâtiments : transfert de chaleur par le sol, pour les liaisons avec plancher bas, terre-plein et parois enterrées.
- NF EN ISO 6946 — Résistance thermique et coefficient de transmission thermique des parois, qui fournit les résistances superficielles utilisées comme conditions aux limites du calcul de pont thermique.
- Règles Th-Bat, fascicule Ponts thermiques, publié le 20 décembre 2017 — méthode française et catalogue de valeurs par défaut pour les liaisons courantes.
- Article 22 de l'arrêté du 4 août 2021 — Ratio ψ ≤ 0,33 W/(m².Sref.K) et Ψ9 ≤ 0,6 W/(m linéaire.K).
Ponts thermiques et projet de maîtrise d'œuvre
Le traitement des ponts thermiques est l'un des rares sujets où la conception et l'exécution sont totalement indissociables. Un détail correctement dessiné mais mal exécuté ne produit aucun des W/K économisés sur le papier, et l'écart n'est visible ni à la réception ni à l'œil nu. C'est pourquoi le sujet se joue en trois temps : au dessin des détails constructifs en phase PRO, dans les pièces écrites qui rendent le détail contractuel, puis sur le chantier au moment où la liaison est réalisée — donc avant qu'elle ne soit recouverte.
Progineer intervient sur ces trois temps : arbitrage entre isolation par l'extérieur, isolation par l'intérieur et recours à des rupteurs sous Avis technique, dessin et diffusion des détails de liaison, prescription contractuelle des performances attendues, coordination du bureau d'études thermiques qui intègre les ψ dans le calcul réglementaire, et vérification sur site des points singuliers avant fermeture. Les configurations diffèrent selon les régions : en Provence-Alpes-Côte d'Azur, les balcons et loggias filants sont des liaisons récurrentes à traiter ; en Auvergne-Rhône-Alpes et en zone de montagne, ce sont les liaisons de plancher bas sur vide sanitaire et les acrotères qui pèsent le plus.
Glossaire technique
- Pont thermique
- Partie de l'enveloppe où la résistance thermique, par ailleurs uniforme, est sensiblement modifiée par la pénétration d'un matériau plus conducteur, un changement local d'épaisseur ou une différence entre surfaces intérieure et extérieure.
- ψ — coefficient linéique
- Coefficient exprimant la déperdition supplémentaire d'un pont thermique linéaire, en W/(m.K), à multiplier par le linéaire de la liaison.
- χ — coefficient ponctuel
- Coefficient exprimant la déperdition d'un pont thermique ponctuel tridimensionnel, en W/K, compté à l'unité.
- Ratio ψ
- Ratio de transmission thermique linéique moyen global des ponts thermiques du bâtiment rapporté à la surface de référence. Plafonné à 0,33 W/(m².Sref.K) par l'article 22 de l'arrêté du 4 août 2021.
- Ψ9
- Coefficient de transmission thermique linéique moyen des liaisons entre planchers intermédiaires et murs donnant sur l'extérieur ou un local non chauffé, plafonné à 0,6 W/(m linéaire.K).
- ψm — ψ moyen sur le pourtour
- Moyenne pondérée des coefficients en about et en rive d'un plancher à entrevous, avec la convention forfaitaire ψm = 0,6 × ψabout + 0,4 × ψrive en l'absence de linéaires précis.
- Liaison en about / en rive
- About : liaison entre le mur recevant l'extrémité des poutrelles et le plancher. Rive : liaison entre le mur parallèle aux poutrelles et le plancher.
- Rupteur de pont thermique
- Procédé constructif rapporté au droit d'une liaison pour réduire son coefficient ψ. Sa performance doit être justifiée par un Avis technique, pour la configuration de pose considérée.
- Dimensions intérieures
- Convention de mesure des linéaires imposée par le fascicule Th-Bat pour la pondération des coefficients linéiques. Elle conditionne la validité des valeurs de ψ tabulées.
