Isolation (thermique)
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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.
Sommaire
Définitions[modifier]
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[modifier]
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 de 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 10 m², il évacuerait 237 W/(K.m) * 1 K * (10 m²)/(0,1 m) = 23 700 watts, la puissance évacuée par unité de surface de mur est alors de 2 370 W/m².
À voir : Conductivité thermique
Inertie thermique[modifier]
L’inertie thermique d’un bâtiment est la capacité à stocker et à déstocker de l’énergie dans sa structure (murs, planchers…) en toute saison. Elle définit la vitesse à laquelle le bâtiment se refroidit ou se réchauffe. Elle permet d’amortir les variations de température intérieure. Cette inertie peut être une inertie de transmission (à travers les parois soumises à l’exposition solaire) ou une inertie d’absorption (capacité à stocker la chaleur du local dans les parois internes ou périphériques). théoriquement, c’est au solstice d’été que la température est la plus élevée car c’est la date à laquelle il est le plus haut dans le ciel, l’énergie apportée est donc maximale, au contraire c’est au solstice d’hiver que la température est minimale. L’énergie apportée est d’ autant plus grande que le soleil est haut dans le ciel.
Cependant les saisons intermédiaires entre l’hiver et l’été retardent la montée des températures : en effet la terre absorbe petit à petit l’énergie apportée lors du printemps. A l’inverse en automne la chaleur est restituée par la terre ce qui ralentit la baisse des chaleurs, c’est pour cette raison que l’on remarque un léger décalage entre les deux courbes.
Ce phénomène de retardement de hausse et baisse des températures en fonction de la hauteur du soleil est appelé déphasage.
En effet, il est plus facile de remarquer sur un cycle jour/nuit, que la BTCC joue un rôle régulateur. Absorbant un maximum d’énergie la journée et la restituant la nuit, période généralement plus fraîche. De même, plus l’inertie d’une maison est forte et plus elle garde une température stable entre le jour et la nuit ainsi qu’entre les saisons.
Isolation "hydrique"[modifier]
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[modifier]
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
l'isolant thermique agit sur la moutarde
Isolation des murs[modifier]
Malgré son épaisseur rassurante, un mur de pierre de 70 cm 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, bottes de paille porteuses...)
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 10 cm, 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[modifier]
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 non pas sur une structure à ossature bois qui travaille et se déforme, fendant les panneaux, mais sur des profilés métalliques, fixés par le biais de vis. 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 recettes 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[modifier]
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[modifier]
On appelle pont thermique une brèche de l'isolation où la chaleur peut facilement s'échapper et le froid rentrer. 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 murs, les angles vont créer une discontinuité de l'isolation.
Par exemple, un mur de refend ( mur de soutien formant une séparation intérieure dans un bâtiment) dont le bout est en contact avec l'extérieur va se refroidir à son extrémité s'il n'est pas isolé de l'extérieur. En effet, l'isolation intérieure s'arrête à la jonction entre le mur extérieur et le 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[modifier]
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 pourrait 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 types 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 phénomènes de tassement).
Isolation des portes et fenêtres[modifier]
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[modifier]
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[modifier]
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[modifier]
Liens internes[modifier]
Liens externes[modifier]
- Airisole, films de survitrage : fournisseur de films de survitrage
- Les isolants "écologiques" sur le site d'Energie+
- La norme Novoclimat sur le site de l'Agence de l'efficacité énergétique (Québec)
- Construire-Sain : Le portail de l'habitat en harmonie avec l'homme.
- Maison-paille : Une maison bioclimatique isolée en bottes de paille, à faibles besoins énergétiques, en région
- [1] : inertie dans l'isolation naturelle (terre cuite, matériaux, enduits).
Midi Pyrénées (France), construite en chantiers participatifs ouverts en 2011
Bibliographie[modifier]
- Guide raisonné de la construction écologique, Bâtir Sain ISBN 978-2-9528437-1-3 Bâtir Sain
- L'isolation thermique, Guide Grand Public de l'ADEME
- "21 Rénovations écologiques en France", Sylvain Moréteau, éd. Terre vivante, 2010.
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