Bonjour,

Si vous êtes sur le point de lancer vos travaux de rénovation, et que vous cherchez à rendre votre maison plus confortable et économe en énergie, vous vous êtes probablement demander comment l’isoler.

Ça tombe très bien, c’est le thème de cette semaine 3 !

L’isolation de l’enveloppe.

On est dans le vif du sujet de la rénovation performante, avec de nouvelles clés !

Si vous n’avez pas encore lu mes articles sur la semaine 1 et la semaine 2, vous pouvez les retrouver juste après en image cliquable :

Pourquoi s’intéresser à l’isolation de l’enveloppe du bâtiment ?

Ce que l’on appelle “l’enveloppe” du bâti, c’est le sol, les murs et la toiture, mais aussi les portes et fenêtres.

Cela forme un ensemble qui est plus ou moins capable de capter, d’emmagasiner et de conserver la chaleur solaire ou la chaleur du chauffage.

En s’intéressant à l’enveloppe du bâti, on peut espérer diviser les consommations d’énergie par 3, 4, 5, ça dépend d’où on part.

Evidemment cela joue sur le confort, et sur la valeur de la maison.
Mais à l’inverse, sans se renseigner correctement, on peut aussi regretter certains choix, ou faire des erreurs.

Quelles sont les différentes possibilités et grands principes à connaître avant de choisir vos travaux ?

Si cela vous intéresse d’approfondir, vous pouvez accéder gratuitement au MOOC complet, ce que je vous recommande faire (s’il est encore disponible) en cliquant sur cette adresse :

https://www.mooc-batiment-durable.fr/

L’isolation de l’enveloppe, ce qu’il faut savoir

C’est le coefficient de transmission thermique U, en W/m²K qui caractérise l’isolation d’une paroi. Plus il est faible, plus la paroi est isolante.

On peut aussi utiliser la résistance thermique R, mais cela présente certains inconvénients.

Le coefficient U, correspond à la chaleur qui traverse un m² de paroi par degré d’écart. 

Un petit U correspond à un paroi isolante

(Peu de chaleur traverse la paroi)

Plancher bas

La recommandation en rénovation performante est de viser un U<0.25W/m².K soit 10 à 20cm d’isolant, dépendant de l’isolant utilisé.

Cas n°1, dalle sur garage, vide sanitaire ou cave

Dans ce cas, une lame d’air sépare la sous-face de dalle et le sol. Cette lame d’air devrait être ventilée.

Selon l’accessibilité, et la hauteur disponible, différentes solutions sont envisageables :

Plaques rigides chevillées collées en polystyrène, en polystyrène, en liège.
Plaques semi rigides en ouate de cellulose, laine de bois, ou laine minérale, intégrées dans un plafond suspendu.
Projection d’isolant, ouate de cellulose ou laine minérale.

Points de vigilance : laisser perspirer l’isolant. Il ne faut pas fermer le passage de vapeur d’eau côté froid de l’isolant. (C’est à dire en dessous dans ce cas de figure)

Concrètement, l’air doit être renouvelé régulièrement, et qu’il faut éviter de placer un panneaux fermé à la vapeur d’eau au plafond.

Autre option non citée dans le MOOC :

Il est possible d’isoler par le dessus, notamment à l’occasion d’une rénovation du sol. C’est ce que nous avons fait dans nos chambres, sans créer de marche (mais ce n’est pas l’objet de cet article).

Cas n°2, plancher bas sur terre plein

Ce cas de figure se rencontre souvent sur du bâti ancien. On est alors sur une construction en pierre, en bois ou en terre, que l’on doit préserver des remontées d’humidité plus encore que les constructions récente.

Le cas idéal est de créer un hérisson ventilé (ensemble de cailloux qui laisse passer l’air, dans lequel serpente un tuyau souple percé, de forte section, qui évacue l’air humide).

Ensuite on isole au dessus de ce hérisson : geotextile, isolant en surface courante, isolant en remontées périphérique, dalle, chape.

NDLR : Souvent cela demande de décaisser dans le bâti, et de casser la dalle qui a été faite, ce qui représente des travaux de grosse envergure.

Ainsi, les remontées capillaires sont bien évacuées. Le pont thermique d’about de dalle est coupé par la remontée d’isolant en périphérie de dalle.

Et si on ne peut pas isoler le plancher bas ?

Si vraiment on ne peut pas isoler le plancher bas, et que l’ouvrage est sain, alors on peur raisonnablement envisager l’option de secours, à savoir isoler la partie enterrée des murs.

Ainsi on va intégrer une partie du sol sous la maison à l‘inertie thermique.
Il faudra dans ce cas utiliser un isolant rigide, incompressible, non vulnérable à l’eau, non capillaire.

J’ajouterai invulnérable à toute forme de vie : insectes et rongeurs.

Exemple d’isolants qui répondent à ces caractéristiques : Béton cellulaire, verre cellulaire, mousse de verre, verre expansée, perlite expansée, vermiculite expansée, pierre ponce, pouzzolane, brique de terre cuite
.

Toiture

La toiture est un élément incontournable de l’enveloppe.

En hiver, l’air chaud monte et plus de chaleur s’échappe par la toiture.
C’est souvent la source de déperdition la plus forte sur une maison dépourvue d’isolant.

Et en été, c’est la toiture qui est le plus exposé au soleil (le soleil est alors haut dans le ciel, la surchauffe estivale est limitée par une bonne isolation.

Et aussi, voire surtout, par une bonne lame d’air sous le matériau de couverture, et un déphasage important.

En rénovation basse consommation, la performance visée est U<0.10W/m².K soit 30 à 40cm avec un isolant de lambda = 0.04W/m.K

NDLR : Chaque matériau présente un lambda donné assez fiable, attention à celui qui est donné par les laines minérales, car il est donné “sec” alors qu’en situation réelle l’isolant contient de l’humidité. Surtout si la migration de vapeur d’eau n’est pas stopée par une membrane spécifique.

Trois cas de figures à distinguer en ce qui concerne les toitures :

Isolation du plancher des combles

C’est le cas de la “toiture froide“. Il y a un espace important entre le plafond isolé, et la pente du toit.

Dans ce cas, on peut utiliser le soufflage ou la dépose d’isolant “en vrac”, la pose de bottes de paille. Il est possible de fermer par le dessus si on veut marcher.

Cette solution est la plus fiable et durable pour la charpente car elle reste complètement ventilée et contrôlable visuellement régulièrement.
En outre, c’est la solution à préférer pour maximiser le confort d’été, car elle permet la création d’un “espace tampon”.

Point d’attention : l’éventuel matériau qui couvre l’isolant devra être très ouvert à la vapeur d’eau. (Valeur Sd faible).

Point important à ne pas oublier : l’étanchéité à l’air du plafond support !

En effet, si un flux d’air traverse l’isolant, cela créé des fuites de calories, dégrade les performances de l’isolant, et peut créer un point de rosée.

Isolation en rampants

L’isolation sous rampants

Elle suit la pente du toit, et se réalise souvent entre les pièces de bois de charpente (pannes ou chevrons).

La pose se fait alors par dessous (on n’enlève pas les tuiles), en utilisant de l’isolant en panneaux, en rouleaux, ou encore en vrac insufflé.

Le sarking

L’isolation se fait alors par le dessus, après dépose du matériau de couverture. On peut là aussi utiliser du vrac, des rouleaux, des panneaux, ou des bottes.

Les éléments déterminants dans la mise en oeuvre : choix d’isolant, épaisseur conséquente, étanchéité à l’air.

Pour lutter contre la surchauffe estivale, augmenter l’espace entre le parepluie et la toiture ainsi que la taille des entrées d’air qui alimentent et évacuent l’air de cet espace.

Pour garantir les performances et la durabilité des matériaux, proscrire l’usage de matériaux fermés à la vapeur d’eau entre l’isolant et l’air extérieur.

Toit terrasse

Dernier cas de figure, la toiture plate. Dans ce cas, on utilise soit un isolant souple dans un caissons bois, ou directement un isolant incompressible (PU, verre cellulaire, liège) qui supportera la couche d’étanchéité.

Là encore, la vapeur d’eau devra être gérée et ne pas entrer dans ce complexe.

La végétalisation permet de protéger des surchauffes estivales en empêchant la montée en température du matériau de couverture.

Mais cela ne fait pas mieux que des combles bien ventilés, dans les deux cas l’isolant est soumis à “la température à l’ombre”

Murs

Deux grandes familles d’isolation pour les murs : l’isolation par l’intérieur, et l’isolation par l’extérieur.

En rénovation BBC, on se fixe l’objectif U < 0.25W/m²K soit 16 à 20cm d’isolant.

ITI (Isolation Thermique par l’Intérieur)

Avantages : facile à faire, surtout si le mur est déjà à refaire, et beaucoup de matériaux utilisables : laine minérale, PSE, ouate de cellulose, panneaux de fibre de bois, laine de chanvre.

Contraintes et vigilance : Il faut prévoir de déplacer des radiateurs et revoir l’électricité, refaire les murs, prévoir aussi le déménagement des occupants, et savoir qu’il y a perte de surface habitable. En outre, l’inertie thermique est diminuée.

Sur les murs sensibles à l’humidité, par exemple parce qu’ils sont en terre, ou bien parce qu’ils contiennent des encastrements de poutres, les choix sont plus restreints.

ITE (Isolation Thermique par l’Extérieur)

Avantages : L’intervention se fait à l’extérieur sans déménagement des occupants, et certains ponts thermiques plus simples à traiter qu’en isolation par l’intérieur : about de dalle, refends. Ensuite on a une amélioration de l’inertie thermique. On a aussi un décalage du point de rosée hors du mur support. Et un changement de l’esthétique de la maison.

A noter qu’une ITE peut se faire en complément d’une ITI, notamment à l’occasion d’un ravalement de façades.

S’il n’est pas possible de réaliser une ITE, alors il peut être pertinent de réaliser un enduit isolant de 2 à 4 cm, qui permet de limiter les déperditions thermiques, et surtout de réduire les ponts thermiques à l’origine de points froids qui génèrent de la condensation à l’intérieur.

Ces enduits peuvent être à base de chaux associée à du liège, de la silice expansée, du PSE, de l’aérogel.

Menuiseries

Les pertes thermiques sont de 10 à 15% des déperditions totales de l’enveloppe d’une maison non isolée avec des vieilles fenêtres.

De plus, elles jouent un rôle important dans la sensation de paroi froide et sur l’étanchéité à l’air.

Les chiffres qui caractérisent la performance des menuiseries sont le Uw (“w” comme window) qui représente la déperdition de la fenêtre dans son ensemble par m², vitrage et cadre confondus.

Le Uw s’exprime en W/m².K, comme pour les autres parois, et l’objectif en rénovation BBC est Uw<1.3W/m².K

La deuxième valeur intéressante est le Sw, qui est le facteur solaire. C’est la proportion de chaleur que le vitrage laisse passer. 

Cela peut nous arranger qu’il soit très élevé en hiver, et nous déranger en été, selon les protections solaires ou pas.

En rénovation BBC, l’objectif courant est Sw>0.35 (sans unité).

Enfin, le classement AEV permet de comparer la performance des menuiseries entre elles : A pour l’étanchéité à l’Air, E pour l’étanchéité à l’eau, V pour la résistance aux vent violents.

Les portes

Le Ud en basse consommation doit être Ud < 1,5W/m².K le “d” comme ? … door ! Vous suivez 🙂

Le type de pose des menuiseries doit être cohérent avec l’isolation, pour soigner la continuité de l’enveloppe isolée. Il faut également réaliser une très bonne étanchéité à l’air.

Il faut déterminer si les menuiseries doivent être pourvues de grilles d’entrées d’air, leur taille, leur emplacement. Et cela dépend du type de système de ventilation de la maison.

Pont thermique

Pont thermique de liaison

Un pont thermique est une interruption partielle ou totale de l’isolation. Ils sont très néfastes car viennent saccager la performance d’une paroi qui était pourtant bien isolée !

On parle de pont thermique de liaison quand il se situe à la jonction de deux parois.

Les exemples donnés dans le MOOC sont intéressants, et se visualise sur un dessin en coupe d’une maison isolée par l’extérieur :

  • Jonction mur de façade / toiture
  • Jonction mur de façade / menuiserie
  • Jonction mur de façade / plancher bas

Pour trouver les ponts thermiques, il faut savoir comment est constitué le bâtiment, en cherchant des coupures de l’isolation notamment au niveau des liaisons entre parois.

Un autre exemple est donné, avec une dalle intermédiaire en béton, qui sépare donc deux étages. Avec une isolation de 10cm à l’intérieur, le pont thermique représente 63% des déperditions de la façade (sur un étage) !

Autant dire qu’il vaut mieux traiter ce pont thermique plutôt que renforcer l’isolation du mur, avec une isolation par l’extérieur si c’est possible.

Traitement des ponts thermiques

De nombreuses méthodes permettent de réduire ou supprimer les ponts thermiques :
Rupteurs, enduits isolants, pose de “super isolants” (aérogels ou isolants sous vide), désolidariser un refend, un plancher, un balcon, utiliser des retours d’isolant, …

Cinq exemples imagés à retrouver sur le MOOC : 

Premier exemple, un mur intérieur en béton communique avec une dalle béton au-dessus. Elle est isolée par le dessous. Le fait de faire descendre l’isolant intérieur de 30cm sur ce mur de refend fait passer le pont thermique de Psi = 0.33W/m.K, à Psi = 0.15W/K.m

Et si on descend de 60cm, on arrive à Psi= 0.13W/K.m, ce qui ne change quasiment rien par rapport à 30cm, donc traiter 30cm est déjà très bien dans un cas comme celui-là.

Le second exemple donné est celui des rupteurs de pont thermique utilisés en maçonnerie. L’astuce principale est que le béton est interrompu mais pas les acier, donc un effort de traction peut être repris.

Troisième exemple, les balcons, (ou les terrasses accolées) où un pont thermique Psi = 0.94W/mK passe à psi = 0.20W/mK en le faisant porter sur une structure indépendante.

Quatrième exemple : les enduits isolants (lambda = 0.03 à 0.07W/mK), sont une bonne solution pour diminuer par 2 un pont thermique d’about de dalle, et ajouter une peu d’isolation à la façade.

Les outils d’analyse et de recherche de pont thermique sont la caméra thermique et les logiciels de calculs.

Une autre méthode bien plus accessible est de consulter une table de valeur des ponts thermiques, par exemple sur ce document à partir de la page 18 : https://www.rt-batiment.fr/documents/rt2012/thbat/5-Fascicule_ponts_thermiques.pdf

PONT THERMIQUE INTÉGRÉS

Les ponts thermiques intégrés se trouvent au beau milieu des surfaces isolées (au lieu de se retrouver à la liaison).

Bien souvent, il s’agit de la fixation de l’isolant lui même ou bien la structure du mur de doublage créée pour isoler : pièces de bois (mur ossature bois), montant métallique (plaques de plâtre), équerres en acier.

On cherche à les éviter car il créée une perte d’efficacité de l’isolation (à compenser par une surépaisseur d’isolant pourquoi pas), mais surtout ils peuvent créer des points froids dans l’isolant, à l’origine de condensation, moisissure, dégradation 🙁 …

Pour limiter ces ponts thermiques, il faut choisir des systèmes non traversants, et/ou utiliser des matériaux non conducteur.

Autre solution : l’isolation par projection (“autocollante”), par exemple de ouate de cellulose ou d’enduit isolant.

Il faut bannir les éléments en acier traversants l’isolation (400 fois plus conducteur que le bois ou le plastique), et privilégier les équerres en PVC par exemple.

Pour les structures bois traversantes, utiliser des poutres en i ou des poteaux ajourés pour limiter le pont thermique.

Il est possible de croiser une double structure bois, cela casse les ponts thermiques également.

Confort d’été

Le confort thermique c’est se sentir bien, jusque là ok 😉

D’après la norme NF EN ISO 7730, les facteurs qui influencent le confort thermique

  • Température de l’air
  • Habits portés
  • Activité corporelle

Mais aussi :

  • Température radiante (qui correspond à la température des parois)
  • Vitesse de déplacement de l’air
  • Taux d’humidité de l’air

Et donc, comment améliorer le confort thermique de l’habitat en période chaude ? 

1. Protection des baies vitrées par l’extérieur

  • Protection horizontale au sud (pergola, casquette, débord de toit, grand arbre feuillus)
  • Protection verticale à l’ouest, et l’est (volets, haies, …) 

Et proscrire les fenêtre de toit en sud, non protégées.

2. Le déphasage : Temps que met la chaleur à traverser le mur. Utiliser des parois à déphasage important.

3. Utiliser le végétal pour habiller les façades, toiture végétale, arbres, fontaines, piscines.

4. Grosse ventilation des combles perdus, ou a minima lame d’air efficace entre le matériau de couverture, et l’isolant. De la même façon, utiliser des systèmes de bardage ventilés qui finissent de mettre le bâtiment à l’ombre.

5. Inertie intérieure et évacuation nocturne de la chaleur (aération ou panneaux solaire).

6. Limiter les surfaces vitrées.

7. Limiter les apports internes : éclairage, bureautique, appareil en veille, cuisson, chauffe eau, canalisation.

Pour se faire une idée du comportement d’un bâtiment en période estivale, on réalise une STD – Simulation Thermique Dynamique – mais rarement pour une maison individuelle.

En fin de module, la circulation d’eau tempérée est évoquée, je trouve que ce système est très intéressant s’il est couplé à un système d’eau chaud solaire.

Comment concrètement appliquer ces savoirs sur l’isolation de l’enveloppe ?

Pour chaque thématique, faites connaissance avec votre maison !

Prenez de quoi écrire, et vous allez essayer de répondre à un maximum des questions suivantes, et partagez-nous les réponses en commentaires avec vos questions 🙂

Amusez-vous.

Gros oeuvre

De quoi est constitué le plancher bas ?
De quoi sont constitué les murs ?
De quoi est constituée le plafond, puis la toiture ?

Isolation

Quel est l’isolant du sol ? Son épaisseur ? La valeur U ?
Quel est l’isolant des murs ? Son épaisseur ? La valeur U ?
Quel est l’isolant de toiture ? Son épaisseur ? La valeur U ?
Comparez ces valeurs à celles recommandées en rénovation BBC, quels sont les travaux prioritaires d’après vous ?

Ponts thermiques

Y a-t-il un pont thermique qui affecte le sol ?
Y a-t-il un pont thermique qui affecte les murs ?
Y a-t-il un pont thermique qui affecte la toiture ?
Retrouvez les schémas et la valeur correspondante dans le tableau de valeur des pont thermiques.
Voyez-vous des ponts thermiques à supprimer en priorité ?

Menuiseries

Lister le nombre et la taille des menuiseries exposée au nord.
Lister le nombre et la taille des menuiseries exposée au sud.
Lister le nombre et la taille des menuiseries exposée à l’est.
Lister le nombre et la taille des menuiseries exposée à l’ouest.
Est-ce optimal ? Quelle piste d’améliorations voyez vous ?

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