Isolation (thermique)
Un article de Vev.
La lutte contre le gaspillage d'énergie passe par l'isolation thermique des bâtiments chauffés, elle fait l'objet d'une réglementation précise datant de plus d'une trentaine d'années. L'isolation des nouveaux logements est obligatoire mais c'est aussi un moyen efficace de réduire les dépenses de chauffage et de climatisation (elle fonctionne aussi en été !) tout en améliorant le confort.
On peut considérer une maison comme un récipient percé de différentes sortes de trous:
- Portes et fenêtres
- Ventilation
- Combles plafonds
- Murs extérieurs
On a intérêt à colmater simultanément et de façon équilibrée chaque sorte de trou. Toutefois une sur-isolation peut ne pas s'avérer rentable, tant par le coût des matériaux supplémentaires que par la place occupée par l'isolation.
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Définitions
Dès que deux éléments en contact possèdent des températures différentes, il se produit un échange de chaleur entre eux jusqu'à ce que leurs températures deviennent identiques. Le but de l'isolation est de freiner cet échange de température. Pour une maison en hiver, il s'agit donc de freiner ses déperditions de chaleur vers l'extérieur, et en été de freiner la pénétration de chaleur. L'isolation va également permettre de garder les parois de la maison à une température la plus proche possible de celle de l'air intérieur. Ainsi, en hiver, l'isolation donne une bonne sensation de confort tout en limitant sa note de chauffage. En été, le confort sera obtenu en associant les atouts de cette isolation à une forte inertie thermique de la maison. La température de la maison sera alors maintenue stable et la plus fraîche possible sans recours à la climatisation.
Conductivité thermique
La conductivité thermique est une valeur propre à chaque matériau. Elle est exprimée en Watt par Kelvin et par mètre ou W/(K.m).
Prenons l'exemple de l'aluminium, c'est un matériau très conducteur de chaleur. Sa Conductivité thermique est de 237 W/(K.m). Pour une meilleure compréhension on peut également écrire l'unité de mesure sous la forme (W.m)/(K.m²), le premier m étant associé à l'épaisseur du mur, m² étant associé à la surface du mur. C'est à dire : imaginons un mur en aluminium d'un mètre d'épaisseur et dont la surface est 1 m², soumis à un écart d'un degré entre les deux parois. Ce mur évacue donc 237 Watts. Ainsi, si le mur faisait 10 cm de large pour une surface de 10m², il évacuerait 237 W/(K.m) * 1K * (10 m²)/(0.1 m) = 23 700 Watts, la puissance évacuée par unité de surface de mur est alors de 2 370 Watts/m².
À voir : Conductivité thermique
Inertie thermique
Capacité d'un matériau à stocker l'énergie ou d'un bâtiment à stocker de la chaleur dans ses murs et planchers. L'inertie thermique permet notamment de garder une maison fraiche en été. Plus les éléments constructifs sont lourds (pierre, briques, etc.) plus il y a d'inertie. Il est toutefois préférable pour cela qu'une isolation soit faite à l'extérieur des murs.
Isolation "hydrique"
Une chose importante aussi dans l'isolation, c'est (paradoxalement) que les murs puissent respirer... En fait, il ne faut pas que de l'humidité puisse se condenser, s'accumuler et provoquer de moisissures. C'est donc un juste compromis entre conservation de la chaleur et ventilation de l'humidité.
Le choix des matériaux
Dans le choix d'un isolant il intervient plusieurs facteurs :
- Son coût exprimé différemment selon son conditionnement
- Ses composés, car s’il existe des isolants naturels, d'autres ne le sont pas du tout et peuvent être très toxiques (l'amiante par exemple, qui est maintenant interdite)
- Son pouvoir isolant thermique, hydrique
- Les modalités d'installations
- Sa taille parce que l'efficacité en dépend et que tous ne nécessitent pas la même épaisseur pour le même résultat
Isolation des murs
Malgré son épaisseur rassurante, un mur de pierre de 70cm d'épaisseur est équivalent à un centimètre de laine de verre sur le plan de l'isolation thermique. Un mur non isolé est froid et favorisera la condensation de la vapeur d'eau, donc le développement de moisissures.
Il existe plusieurs moyens pour réaliser l'isolation thermique d'un mur :
- isolation intérieure et cloison de doublage (solution la plus répandue, réduction de l'espace intérieur, ponts thermiques à traiter)
- isolation extérieure et bardage (épaisseur d'isolant en général plus faible, solution souvent plus coûteuse)
- mur réalisé en matériaux isolants (béton cellulaire, brique isolante...)
On choisira cette dernière solution si les dépenses de chauffage sont modérées (résidence secondaire, zone tempérée...) car l'isolation obtenue est faible.
Une isolation extérieure est intéressante car elle n'empiète pas sur le domaine habitable. Son épaisseur, donc son efficacité, ne peut guère dépasser 10cm mais elle supprime facilement les ponts thermiques. On l'utilise principalement en rénovation.
C'est l'isolation intérieure, c'est-à-dire placée contre la face intérieure du mur, qui est la plus commune.
La face intérieure de l'isolation doit être munie d'un pare-vapeur, film étanche à l'air qui fonctionne dans les deux sens :
- interdire à l'air chaud et chargé de vapeur d'eau de pénétrer dans l'isolant et d'y provoquer de la condensation
- empêcher le vent de s'infiltrer au travers de l'isolation.
L'isolation thermique d'un mur est caractérisée par un coefficient d'échange de chaleur dépendant de la conductivité thermique du mur (en fait de chacun de ses composants) et de son épaisseur.
Rongeurs, entrées d'air, tenue mécanique, rentabilité, sur-isolation, inertie, EHS lors de la pose, ponts thermiques, canalisations, appui de fenêtre.
Murs intérieurs
Les enduits des murs intérieurs se présentent sous plusieurs formes, définies par les matériaux utilisés pour sa mise en oeuvre et leur utilisation. Au delà d'un aspect esthétique original, ces trois types d'enduits sont peu onéreux mais demande un certain savoir faire pour leur réalisation. Ils ont aussi la particularité de peaufiner l'isolation des murs et de favoriser les échanges gazeux (air/eau) entre l'intérieur et l'extérieur du bâtiment(la perspiration).
Le plâtre (ou carreau de plâtre) Il existe sous plusieurs formes. Le plâtre peut être appliqué sous forme d'enduits mais la mise en oeuvre est très physique et donc difficile. Le plus simple est de le poser sous forme de carreau de plâtre sur une structure a ossature bois par le biais de vis ou agrafes. Bien agencé, il permet un support lisse et plan pour l'application des finitions décoratives de type badigeon, stuc, tadelackt...
Les enduits à la chaux Il existe autant de recette que de types de supports appropriés pour sa mise en oeuvre. De l'enduit d'accrochage (gobetis), en passant par le médium, jusqu'aux enduits de finition, il n'existe pas moins d'une dizaine d'enduits définis par leur grain et leur épaisseur/fluidité.
Les enduits de terre
Murs extérieurs
Il est préférable d'un point de vue énergétique d'isoler par l'extérieur (enduit, vêture ou bardage) pour 2 raisons :
- éviter les ponts thermiques
- se protéger des surchauffes d'été ou des températures basses, en incluant les murs dans l'inertie générale de la maison.
Le problème est d'ordre esthétique lorsque la façade initiale d'un bâtiment réhabilité revêt un caractère remarquable. Cependant, l'isolation par l'extérieur peut aussi être un atout esthétique pour du bâti neuf, lorsqu'elle reprend sur sa face extérieure des matériaux d'architecture traditionnelle locale tels que les parements en bois ou les enduits à la chaux.
Ponts thermiques
On appelle pont thermique une brèche de l'isolation où la chaleur peut facilement s'échapper. Cette brèche arrive systématiquement lorsque l'isolation est faite par l'intérieur (l'isolant est à l'intérieur de la pièce et non à l'extérieur comme cela se fait en Suisse, Allemagne etc.) car les mûrs, les angles vont créer une discontinuité de l'isolation.
Par exemple, un mur de refend (mur intérieur dont seul le bout est en contact avec l'extérieur) va se refroidir à son extrémité si le mur en contact n'est pas isolé de l'extérieur. En effet, l'isolation intérieur s'arrête à la jonction mur extérieur - mur de refend. La chaleur de la pièce va donc profiter de cette avenue (ou pont) pour s'échapper puisqu'il n'y a pas d'isolation sur le mur de refend.
On trouve les ponts thermiques sur les angles (refend, plafond, plancher avec un balcon très froid), sur certains types de fenêtres (partie métallique intérieure en contact avec celle de l'extérieure). Une isolation par l'extérieur ne crée pas de discontinuité de l'isolation et donc diminue ces ponts thermiques.
Avec la RT 2005, ces ponts thermiques sont responsables d'environ 15% des déperditions de chaleur. Il est probable que la prochaine réglementation thermique impose une isolation par l'extérieur comme le font certaines mairies dans leur PLU.
Isolation sous les toits
Épaisseur, sous-toiture, fouines, air chaud monte, film réfléchissant. Dans un but d'économie, il faut toujours garder le volume protégé(chauffé) le plus petit possible. Si les combles ne sont pas habités, on essayera donc de placer l'isolation entre les combles et le dernier étage du bâtiment. Deux types d'isolation sont possibles, la première est étanche, la deuxième respirante. L'isolation étanche est effectuée avec un pare-vapeur, l'isolation "respirante" avec un freine vapeur. Dans les deux cas une parfaite étanchéité des joints est importante (on pourait comparer cela avec un pull en laine qui aurait ou non des trous). Cela évite aussi la condensation de l'humidité de l'air dans l'isolant (avec tous les problèmes que cela pose...). Divers type d'isolants sont possibles, d'une manière générale, on accordera une préférence aux matériaux plus denses car ils sont plus stables dans le temps (moins de phénomène de tassement).
Isolation des portes et fenêtres
Durant les nuits fraîches, le meilleur moyen d'isoler une pièce de l'air froid extérieur est tout simplement de fermer les volets. Le simple fait de les fermer permet d'immobiliser une couche d'air stable entre la fenêtre et le volet. C'est cette couche d'air qui joue le rôle d'isolant thermique.
Si vous sentez un courant d'air froid autour de la fenêtre lorsqu'elle est fermée, c'est le signe d'un manque d'isolation. Le problème peut souvent être résolu par l'application d'un joint.
Joints, matériau, rupture de pont thermique, double ou triple vitrage, isolation phonique.
Isolation des surfaces vitrées
Économique et très efficace: la pose de film thermorétractable sur les fenêtres ou portes extérieures à vitrage.
ATTENTION à la qualité du film choisi, pour la facilité de pose et la tenue au vieillissement.
On emprisonne ainsi une couche d'air de l'ordre du centimètre et on obtient un excellent isolement. La différence de température sur la surface intérieure avant et après la pose de ce film peut atteindre 4 à 5°C en hiver suivant l'exposition.
La pose demande un peu de doigté pour éviter les plis. On peut améliorer l'esthétique avec des baguettes de décoration pour masquer le pourtour qui tend à se rétracter un peu avec le temps. Le vieillissement (sensibilité aux UV) est bon. Il conviendra de veiller à ne pas rayer le film au nettoyage.
Avant de sceller le dernier coin en bas, on pulsera, avec un sèche-cheveux, de l'air tiède (pas trop chaud) sous le film afin d'éviter la condensation sous le film une fois posé.
Isolation des planchers
Par plancher on entend le sol sur lequel on circule: dalle en béton, ou plancher sur solives. Le plafond d'un niveau correspond évidemment au plancher de l'étage supérieur. L'isolation thermique des planchers est importante pour le confort (en gardant les pieds au chaud) et pour l'économie d'énergie dans le cas d'une dalle chauffante.
L'isolation des planchers combat deux causes de déperditions thermiques :
- pertes vers l'étage inférieur non chauffé (sous-sol, vide sanitaire, terre-plein...)
- pertes par ponts thermiques (voir cette section)
Du fait que l'air chaud a tendance à s'accumuler au plafond et que la différence de température entre sous-sol et volume habitable est moins importante en hiver qu'entre extérieur et volume habitable, l'épaisseur de l'isolation nécessaire est plus faible (de l'ordre de 6 cm en plancher par rapport à 10 à 20 cm dans les combles).
Pour isoler un plancher on peut :
- soit isoler la sous-face de celui-ci en fixant des panneaux isolants au plafond du niveau inférieur ou en utilisant une dalle avec hourdis isolants,
- soit réaliser une chape isolante (béton avec granulats isolants), une dalle flottante sur polystyrène expansé à haute densité (cas de la dalle chauffante), un plancher sur lambourdes séparées par de la laine de verre...
Voir aussi
Liens internes
Liens externes
- La norme Novoclimat : Agence de l'efficacité énergétique - Québec
- Construire sa maison bioclimatique avec isolation répartie Construire-sain
Bibliographie
L'isolation thermique, Guide Grand Publique de l'ADEME
