On regroupe sous le terme de physique du bâtiment, un ensemble de domaines qui ont pour objectifs de contrôler que la construction ou la rénovation d’un bâtiment réponde à des exigences garantissant le confort des occupants (thermique, acoustique, qualité de l’air, …), évite les problèmes de condensation et de moisissure, tout en réduisant la consommation d’énergie durant l’utilisation du bâtiment, en encourageant le recours aux énergies renouvelables et finalement en proposant des solutions pour réduire les impacts environnementaux des matériaux et de l’énergie .

On appelle physicien·ne du bâtiment (qui n’est pas un titre reconnu officiellement), les professionnel·le·s qui se sont spécialisé·e·s dans l’un ou plusieurs des domaines ci-dessous, et qui dispensent leurs conseils aux autres professionnels de la construction :

1. Thermique du bâtiment :

Étude des pertes thermiques par transfert de chaleur et par ventilation à travers l’enveloppe du bâtiment, tout en tenant compte des gains solaires traversant les vitrages et les gains internes générés par les occupants et les équipements électriques, afin de déterminer le type et l’épaisseur de l’isolation thermique permettant de limiter les pertes énergétiques. Inclus également de contrôler l’étanchéité à l’air pour réduire les pertes thermiques par ventilation au moyen du test du blower door. Ceci permet de s’assurer que le besoin de chauffage réponde aux exigences légales.

2. Energie du bâtiment : Définir une stratégie énergétique en phase de conception. Analyser le potentiel de l’utilisation d’énergies renouvelables sur le site du bâtiment pour couvrir une partie ou la totalité de ses besoins, en passant par un inventaire des ressources disponibles localement (solaire thermique, photovoltaïque, pompe à chaleur, chaleur résiduelle, …). En cas de potentiel avéré, dimensionner les installations, identifier les meilleurs produits sur le marché et parfois faire des calculs financiers pour démontrer la rentabilité du projet. En phase d’exploitation du bâtiment, un suivi de consommation peut être effectué, pour au besoin optimiser la gestion et régulations des installations techniques. Ceci ayant pour objectif de minimiser la consommation et les coûts de l’énergie d’exploitation du bâtiment.

3. Hygrothermie : Contrôler le risque d’apparition de condensation et/ou de moisissure à la surface ou dans les éléments de construction. Analyse du transfert de vapeur d’eau et des ponts thermiques. Ces analyses sont effectuées par simulation en phase de conception. Et lorsque des dégâts sont observés durant l’utilisation du bâtiment, des mesures sont effectuées in situ pour identifier la cause du problème et proposer des solutions pour le régler. Ces analyses ont pour objectif protéger les occupants contre les moisissures et assurer la durabilité du bâtiment en évitant la condensation.

4. Confort thermique : Contrôler que le bâtiment ait été conçu de manière que la température intérieure du bâtiment reste agréable pour les occupants en tout temps, malgré la variation saisonnière des conditions climatiques de la région de construction du bâtiment tout en tenant compte de la répartition des surfaces vitrées, de la gestion des ouvrants et de l’inertie thermique du bâtiment. Le confort thermique vise également à éviter le risque de courants d’air froid en contrôlant l’étanchéité à l’air de l’enveloppe et/ou évitant des différences de températures trop importantes entre parties d’un bâtiment. Ceci permet de garantir le confort thermique des occupants en période hivernale et estivale.

5. Acoustique du bâtiment : Vise à garantir la qualité acoustique dans les locaux (acoustique des salles), ainsi qu’à limiter la propagation des sons aériens et solidiens entre les locaux du bâtiment ou de protéger les locaux sensibles du bruit extérieur (isolation acoustique). Ceci permet de garantir le confort acoustique des occupants contre les bruits internes au bâtiment et/ou venant de l’extérieur et à protéger le voisinage d’éventuelles nuisances acoustiques (nouvelles installations techniques).

6. Qualité de l’air : Analyser l’évolution temporelle et spatiale de la concentration de la vapeur d’eau, des odeurs ou de CO₂ émis par les occupants ainsi que des polluants émis par les matériaux de construction. Étudie la circulation de l’air dans les bâtiments pour garantir une bonne ventilation des locaux, tout en évitant les courants d’air. Ceci permet de garantir une bonne qualité de l’air pour les occupants.

7. Impacts environnementaux : Détermine les performances environnementales (émissions de gaz à effet de serre, énergie primaire consommée, …) du bâtiment, en incluant les matériaux de construction et des installations techniques, ainsi que de l’énergie d’exploitation, durant le cycle de vie du bâtiment. Ceci permet de minimiser les impacts sur l’environnement et de limiter l’épuisement des ressources en matières premières et d’énergie. Des termes comme « énergie grise », l’emprunte ou « bilan carbone », « émissions grises » sont parfois utilisés pour parler de cette thématique.

Idéalement, la physique du bâtiment devrait être abordée dès l’étude du concept architectural, car plus on aborde ce domaine tard durant la conception d’un projet et plus il devient compliqué d’optimiser le projet et de l’adapter aux exigences.

Le domaine de la physique du bâtiment joue un rôle crucial dans les atteintes de la stratégie énergétique 2050 de la Confédération. C’est un métier stimulant, varié, qui permet de participer à une meilleure durabilité du parc immobilier suisse, avec une approche plus théorique et scientifique au bureau et plus pratique sur le terrain. 

Grâce à leurs connaissances interdisciplinaires, les physicien·nes du bâtiment contribuent, en étroite collaboration avec les planificateurs et architectes, à la conception de bâtiments sains, confortables, à faible consommation d’énergie et apportent une contribution importante à la protection de l’environnement.