Introduction
Que vous souhaitiez participer à la lutte contre le réchauffement, ou plus prosaïquement réduire votre facture de chauffage, vous savez déjà que l'isolation tient une part majeure dans un chantier de rénovation thermique. Si la démarche paraît simple et évidente, sa mise en oeuvre concrète peut vite tourner au casse-tête. Ce guide répond à ces questions et bien d'autres, afin de vous aider à prendre les bonnes décisions.Les enjeux de l'isolation
Quelques rappels chiffrés
Répartition des dépenses énergétiques dans les logements
Les dépenses énergétiques des bâtiments tertiaires présentent la même prévalence du poste chauffage. La très médiatique réduction des consommations d'éclairage n'est donc pas à la hauteur des enjeux financiers. La rénovation thermique, incluant l'isolation mais aussi la production de chaleur (qui fera l'objet d'un autre guide), est donc stratégiquement prioritaire.
Consommation d'énergie primaire selon les types de bâtiments
Il est généralement possible d'un point de vue technique de diviser par deux la consommation, et donc la facture énergétique d'un bâtiment existant. Le dimensionnement de l'opération de rénovation étant soumis au calcul du retour sur investissement.
Pertes de chaleur d'un bâtiment résidentiel ou tertiaire
Contrairement à certaines idées reçues, les fenêtres sont rarement la priorité. Les parois et le toit sont de loin le premier poste de fuite, entre 57 et 75% ! Le renouvellement de l'air, qu'il soit volontaire (ventilation) ou subi (fuites), n'est pas négligeable. Enfin, une mauvaise régulation peut être à l'origine d'un « manque à gagner » de 10 à 15%.
Principes de l'isolation thermique en rénovation
Principes généraux
Selon les lois de la physique, la chaleur se propage grâce à trois phénomènes :
- La convection : ce transfert d'énergie utilise un « support » mobile, en l'occurrence l'air. C'est pourquoi il est indispensable de supprimer les fuites d'air vers l'extérieur, qui emportent avec elles une grande quantité d'énergie. L'étanchéité à l'air peut être mesurée in situ à l'aide d'une porte soufflante plaçant le bâtiment en surpression et/ou dépression. Ce test est également appelé « test d'infiltrométrie ».
- La conduction : dès qu'une différence de température existe entre deux points d'un même matériau (ou entre deux matériaux en contact), un transfert de chaleur entre les deux zones s'opère. Ce principe est à l'origine des ponts thermiques, qu'il faut chercher, et supprimer si possible lors d'une rénovation thermique. Ces ponts sont non seulement à l'origine de pertes de chaleur, mais aussi de condensation à l'intérieur des bâtiments, occasionnant moisissures et dégradations.
- Le rayonnement infrarouge : tout matériau chaud émet une certaine quantité d'infrarouge, dont une partie est absorbée par les objets environnants, et une autre réfléchie. C'est sur ce principe de réflexion des infrarouges que les isolants minces sont conçus. Les pertes d'un bâtiment par rayonnement infrarouge sont généralement très inférieures aux autres types de pertes.
L'isolation des murs
Deux approches sont possibles, en fonction du bâtiment, et des contraintes d'usage des utilisateurs :
- L'isolation par l'intérieur (ITI) : il s'agit d'apposer à l'intérieur du bâtiment, et de manière étanche à l'air, des produits isolants. Cette technique est de loin la plus connue.
- Avantages :
- Technique ancienne bien maîtrisée
- Ne modifie pas l'aspect extérieur du bâtiment
- Grand choix de produits
- Peut se faire pièce par pièce selon les finances
- Inconvénients :
- Ne supprime pas (tous) les ponts thermiques
- Réduction de la surface utilisable de pièces
- Pièces inutilisables pendant les travaux
- Avantages :
- L'isolation par l'extérieur (ITE) : On ajoute une couche d'isolant par dessus les murs extérieurs : enduits, panneaux semi-finis, bardage (bois, zinc, tuiles?), vêtures (panneaux industriels finis). Les techniques et les matériaux sont nombreux et en pleine évolution.
- Avantages :
- Ponts thermiques plus facilement supprimés
- Utilisation du bâtiment pendant les travaux
- Très efficace
- Inconvénients :
- Parfois impossible pour des raisons techniques ou esthétiques
- Assez cher
- Avantages :
L'isolation des toitures
Pour l'isolation du toit, il convient de distinguer trois cas :
- Isolation d'un bâtiment à combles perdus : il suffit de poser l'isolant en vrac ou en rouleau à même le sol des combles. Cette situation est de loin la moins chère à traiter. Pour le cas où les combles seraient aménageables, l'isolant peut être recouvert d'un plancher. Notons toutefois que les combles ainsi aménagés ne sont pas isolés.
- Isolation de combles aménagés : à l'instar des mûrs, il est possible d'isoler le toit par l'intérieur ou par l'extérieur :
- Isolation du toit par l'intérieur : de loin la plus fréquente car la plus simple à mettre en oeuvre. Elle consiste à ajouter un isolant (rouleaux, panneaux, produits en vrac dans des caissons), assorti d'une couche décorative (plaques de plâtre et peinture, lambris?). Elle doit être réalisée avec soin pour s'assurer de l'étanchéité à l'air.
- Avantages :
- Grand choix d'isolants
- La moins chère
- Inconvénients :
- Ne traite pas tous les ponts thermiques
- Perte de hauteur sous plafond importante, et donc de surface utilisable debout.
- Avantages :
- Isolation du toit par l'extérieur : n'est intéressante qu'à l'occasion d'une réfection de couverture. Elle recouvre en réalité deux techniques :
- L'isolation « entre chevrons » est effectuée en insufflant un isolant en vrac dans les caissons créés naturellement par la charpente et un parement intérieur existant. C'est en quelque sorte une manière de profiter d'une réfection de toiture pour isoler « l'intérieur » du toit en passant par l'extérieur.
- Avantages :
- Pas de modification de la charpente
- Pas de perte de volume intérieur
- La moins chère des ITE
- Inconvénients
- Performances potentiellement bridées par l'épaisseur des chevrons
- Réfection totale de la couverture
- Beaucoup plus chère que l'ITI
- Avantages :
- Le sarking consiste à apposer au-dessus des chevrons des panneaux isolants rigides, sur lesquels est installée la couverture. Il en existe plusieurs variantes selon les produits utilisés, notamment les panneaux multifonctions qui regroupent plusieurs fonctionnalités en un seul produit (ex : pare-vapeur intégré à l'isolant, panneaux « clipables » parfaitement étanches à l'air...).
- Avantages :
- Excellentes performances
- Pas de perte de volume intérieur
- Pose rapide
- Inconvénients
- Très chère (réfection totale de la couverture)
- Nécessite parfois des travaux de maçonnerie additionnels (pignons).
- Avantages :
- Isolation d'un toit terrasse : Il existe de nombreuses méthodes pour isoler un toit plat, avec ou sans étanchéité à l'eau. Il est toutefois recommandé de procéder par l'extérieur.
- L'isolation « entre chevrons » est effectuée en insufflant un isolant en vrac dans les caissons créés naturellement par la charpente et un parement intérieur existant. C'est en quelque sorte une manière de profiter d'une réfection de toiture pour isoler « l'intérieur » du toit en passant par l'extérieur.
- Isolation du toit par l'intérieur : de loin la plus fréquente car la plus simple à mettre en oeuvre. Elle consiste à ajouter un isolant (rouleaux, panneaux, produits en vrac dans des caissons), assorti d'une couche décorative (plaques de plâtre et peinture, lambris?). Elle doit être réalisée avec soin pour s'assurer de l'étanchéité à l'air.
L'isolation des sols
Elle peut être très simple lorsque le bâtiment repose sur une cave ou un vide sanitaire accessible, ou beaucoup plus complexe si le sol existant est directement posé sur un terre plein. Il faut dans ce cas changer totalement le revêtement, et parfois détruire la dalle béton (si elle existe) pour créer l'espace nécessaire à l'isolant. D'une manière générale, il est préférable de faire appel à un professionnel pour s'assurer que les sols soient exempts de ponts thermiques et d'humidité.
Technique des matériaux
Performances techniques des isolants
Le coefficient Lambda : Conductivité thermique
Il permet d'évaluer la conductivité thermique d'une matière, ou d'un matériau composé de plusieurs matières. Exprimé en watts par mètre par kelvin (W/mK), le lambda mesure la quantité de chaleur ayant traversé un mètre de matériau, dont les deux parois présentent une différence de 1 K (degré kelvin). La conductivité thermique augmentant avec la température ambiante et l'hygrométrie, le lambda indiqué sur les matériaux d'isolation est mesuré à 10°C et à l'état sec. Plus le lambda est faible, meilleure est la capacité isolante du matériau.
L'indice R : Résistance thermique
Elle s'obtient en divisant l'épaisseur du matériau concerné par sa conductivité (son lambda). Exprimée en m2.K/W, elle mesure ainsi la capacité d'isolation d'un produit donné. Ainsi, 10 cm de laine minérale auront un « R » inférieur à 20 cm.
Si plusieurs matériaux sont apposés en sandwich, il suffit alors d'additionner les résistances thermiques de chacun pour obtenir la résistance totale.
A savoir
Certains fabricants utilisent le « R » pour comparer différents produits isolants. On fixe alors un « R cible », et l'on compare l'épaisseur d'isolant nécessaire pour atteindre l'objectif. Exemple : le R5 (c'est-à-dire l'épaisseur nécessaire pour atteindre un R de 5) de la ouate de cellulose est de 23,7 cm, celui de la laine de verre est de 20 cm.L'Indice U : Coefficient de transmission thermique
Tous simplement, l'inverse mathématique de la résistance thermique, soit U = 1/R. Il permet de mesurer la quantité d'énergie traversant un produit d'isolation donnée (matériau + épaisseur). Cet indice, considéré comme plus facile à comprendre, est de plus en plus utilisé. Evidemment, plus U est faible, meilleur est l'isolant.
L'indice Phi : Décalage de phase ou Déphasage thermique
Exprimé en heures, il permet d'estimer le temps que met un flux de chaleur à traverser l'isolant, sans considérer la partie de chaleur non transmise grâce à la résistance thermique. Autrement dit, l'indice Phi mesure le décalage entre un pic de température à l'extérieur d'un bâtiment, et le même pic affaibli à l'intérieur. Cet écart augmente principalement avec l'inertie thermique du matériau, directement corrélée à sa densité et à son épaisseur.
Un grand déphasage thermique, de 8 à 12 heures, est particulièrement intéressant pour le confort des bâtiments en été car il « retient » la chaleur accumulée dans la journée pour la diffuser la nuit, période plus fraîche. On obtient ainsi un effet « amortisseur » de l'isolant.
Les principaux produits isolants
Les laines minérales
La laine de verre : Inventée dans les années 30, c'est l'isolant le plus utilisé dans le monde. Il équipe près des ¾ des logements français. Elle est produite à partir de silice (sable) chauffé, et de verre recyclé.
La laine de roche (ou laine de pierre) : Similaire à la laine de verre, elle remplace la silice par le basalte, une roche volcanique.
Conditionnement : en rouleau, en panneaux, ou en vrac.
- Avantages :
- Facile à mettre en oeuvre
- Bonne tenue au feu
- Durée de vie élevée
- Effet acoustique
- Prix
- Inconvénients :
- Peu dense
- Faible déphasage
- Irritant / Problèmes de santé graves ( Cancers ... )
- Sensible à l'humidité (baisse des performances)
Les isolants synthétiques
Le polystyrène extrudé (XPS) ou expansé (PSE) : Matériau très ancien issu du pétrole, le polystyrène est particulièrement performant (notamment le XPS) ( 8 € / m2 chez nous ), mais plus cher que les autres isolants classiques.
Conditionnement : en panneaux.
- Avantages :
- Très bon lambda
- Insensible à l'humidité
- Facile à mettre en oeuvre
- Inconvénients :
- Inflammable
- Faible déphasage
- Cher ? ( 8 € m2 chez nous : http://www.isolation-france.info/site/?page=isolant-el800.php )
Les isolants végétaux
Le liège : Connu surtout pour ses qualités d'isolation phonique, il est également un bon isolant thermique. Il est notamment adapté aux milieux humides. Sûrement un des matériaux les plus écologiques, mais aussi parmi les plus chers.
Conditionnement : en panneaux ou en vrac.
- Avantages :
- Ecologique
- Excellent déphasage
- Imputrescible
- Inconvénients :
- Très cher
- Assez dense (nécessite une structure solide).
La laine de chanvre : Constituée de fibres de chanvre, souvent mélangée à des fibres de polyester, elle contient parfois une petite quantité d'autres matériaux (coton, jute...). Naturellement sensible au feu, elle peut être assortie d'un traitement anti-feu. Sous sa forme en vrac, dite « chènevotte », elle peut être incorporée à des mortiers ou enduits.
Conditionnement : en rouleau, en panneaux, ou en vrac.
- Avantages :
- Ecologique
- Imputrescible
- Bon lambda
- Inconvénients :
- Prix élevé
- Faible déphasage
- Difficile à couper
La laine de lin : En réalité souvent un mélange de lin et de chanvre, additionné de polyester. Ses propriétés sont identiques à la laine de chanvre. L'une ou l'autre sera privilégiée en fonction des possibilités d'approvisionnement local.
Conditionnement : en rouleau, en panneaux, ou en vrac.
- Avantages :
- Ecologique
- Imputrescible
- Bon lambda
- Inconvénients :
- Prix élevé
- Faible déphasage
- Difficile à couper
La laine de bois : Essentiellement composée de fibres de bois, elle nécessite l'adjonction d'un liant chimique ou naturel, et souvent d'autres fibres également chimiques ou naturelles (polyester, coton...). Elle doit être traitée contre les parasites. Attention, les laines de bois commercialisées présentent des densités variant du simple au quadruple. Les plus denses offrant un moins bon lambda, mais un meilleur déphasage.
Conditionnement en rouleau, en panneaux, ou en vrac.
- Avantages :
- Ecologique
- Très bon déphasage
- Bon lambda
- Inconvénients :
- Prix
- Sensible à l'humidité (baisse des performances)
- Poids élevé
La laine de textiles recyclés : Issue des collectes de vieux vêtements, notamment par l'association Emmaüs-Le Relais, elle contient essentiellement du coton. Très sensible à l'humidité, elle pâtit en outre d'une qualité variable du fait de la nature hétéroclite de la matière première.
Conditionnement : en rouleau ou en panneaux.
- Avantages :
- Bon lambda
- Dimension sociale
- Inconvénients :
- Sensible au feu
- Putrescible
- Faible inertie
- Qualité variable
La laine de coton : Fabriquée à base de rebus de coton industriel auxquels sont ajoutés un peu de fibres polyester. Ses propriétés sont similaires à la laine de textile recyclé. Son comportement hydrophile permet une certaine régulation de l'hygrométrie, au détriment de ses performances si elle contient trop d'humidité.
Conditionnement : en rouleau ou en panneaux.
- Avantages :
- Bon lambda
- Inconvénients :
- Sensible au feu
- Putrescible
- Performances variables selon l'humidité
La ouate de cellulose : Plébiscitée depuis plusieurs dizaines d'années chez certains de nos voisins européens comme la Suisse ou l'Allemagne, elle est issue de papier recyclé et de résidus papetiers. Elle est mélangée à des fibres naturelles ou synthétiques pour sa commercialisation en panneaux.
Conditionnement : en panneaux ou en vrac.
- Avantages :
- Bon lambda
- Très bon déphasage
- Inconvénients :
- Prix élevé ??!! 25 € / m2 chez nous ! Posé. R8.
- Tassement avec le temps
- Irritant (à cause des adjuvants)
- Prix élevé ??!! 25 € / m2 chez nous ! Posé. R8.
La paille : Utilisable directement en bottes ou en vrac, elle existe aussi sous forme de panneaux de paille compressée sous vide, recouverts de carton fort. Très lourds et peu performants, ces panneaux ont pour essentiel intérêt leur solidité dans la réalisation de cloisons et leur facilité de mise en oeuvre. Ils ne posent pas de problèmes particuliers quant à la résistance au feu, à l'humidité, et aux nuisibles.
Conditionnement : en panneaux ou en vrac.
- Avantages :
- Ecologique
- Facile à poser
- Inconvénients :
- Mauvais lambda
- Très lourd
- Attention aux souris pour la forme vrac.
Les laines animales
La plume de canard ou d'oie : Nécessairement adjuvée d'un cinquième de fibres naturelles ou synthétiques, elle doit impérativement recevoir un traitement antifongique et insecticide. Les plumes proviennent de la filière agro-alimentaire.
Conditionnement : en rouleaux, en panneaux ou en vrac.
- Avantages :
- Bon régulateur hygrométrique
- Performances peu sensibles à l'humidité
- Bon affaiblissement acoustique
- Inconvénients :
- Sensible au feu
- Assez cher
La laine de mouton : Pas forcément traitée dans sa présentation en vrac, elle est naturellement hostile aux rongeurs. En revanche, la laine non traitée reste sensible aux attaques d'insectes, plus particulièrement les mites, qui peuvent totalement ravager une isolation en quelques mois.
Conditionnement : en rouleaux, en panneaux ou en vrac.
- Avantages :
- Bon régulateur hygrométrique
- Inflammable
- Inconvénients :
- Prix
- Mites
- Peu dense, faible déphasage
Les isolants sous vide
Il s'agit de panneaux high-tech révolutionnaires : le meilleur lambda atteint 0,0042 soit presque le décuple de la plupart des isolants (avec un prix environ cinq fois plus élevé) ! Utilisés fréquemment en Europe, notamment en Autriche, ils offrent également un excellent déphasage pour l'été, et une bonne atténuation phonique.
En contrepoids de leurs performances exceptionnelles, ils imposent des contraintes fortes : l'interdiction de les percer, un fort poids (près de 200kg/m3, contre 10 à 40 pour de la laine minérale standard), et des coûts de mise en oeuvre importants.
Cette famille d'isolant, parfois sujette à controverse, repose essentiellement sur le principe de la réflexion des rayonnements infrarouges. Le produit comporte ainsi plusieurs films d'aluminium (le réflecteur) séparés par des couches de mousse synthétique ou végétale. L'épaisseur totale de ce sandwich étant comprise entre 5 mm et 25 mm.
Ces isolants ont pour avantage leur finesse, leur facilité de mise en ?uvre et leur parfaite étanchéité à l'air et à la vapeur d'eau. Ils sont en revanche insuffisants au regard des normes règlementaires s'ils sont posés seuls. Il est probablement plus prudent de les considérer comme des compléments d'isolation.
Il convient de rappeler que, selon les normes en vigueur, les résistances thermiques mesurées prennent en compte « les échanges par rayonnement (émissivité, réflexion), par conduction et par convection. » (note d'information du CSTB). Dans ces conditions, et d'après les organismes officiels, les isolants minces réfléchissants peuvent tout à fait être comparés aux isolants dits « traditionnels » à l'aune des indices normalisés (Lambda, R, U, Phi).
Les nouveaux isolants
Les fabricants sortent régulièrement de (plus ou moins) nouveaux isolants, notamment à base de produits recyclés (verre cellulaire) ou naturels (laine de coco, laine de lavande, vermiculite...). Répondant tous aux mêmes lois de la physique, ils peuvent être comparés à leurs ainés grâce aux mêmes critères, notamment les indices chiffrés (Lambda, R, U et Phi).
Lire la suite : http://www.greenvivo.com/fr/guide.details/l-isolation-thermique-en-renovation-pour-les-batiments-professionnels_7/3
- Plus le bâtiment est ancien et mal isolé, plus la rénovation est rentable rapidement.
- Les aides publiques peuvent permettre de diviser les durées de retour sur investissement par deux.
- Les coûts de rénovation sont absorbés par la valeur de revente du bien et/ou l'absence de décote.
- Une rénovation thermique entraîne généralement une prise de conscience des utilisateurs qui bénéficie à d'autres postes de dépenses (éclairage par exemple).
- Evidemment, les régions les plus froides offrent de bien meilleurs temps de retour !
Quels retours sur investissements ?
La rentabilité des opérations de rénovation thermique est très compliquée à mesurer, car elle doit prendre en compte une « inconnue » au sens propre : l'évolution du prix du pétrole.
Prenons quelques exemples pour illustrer :
- chez un particulier, l'isolation par l'intérieur des combles aménagés a coûté 13500 €!!!!!!!!!!!!???????????????? Coup de fusil !. ( Nous sommes à 25 € / m2 pour du R8 soit pour 100m2 = 2500 € ) Elle a permis d'économiser un quart de la facture de gaz du client, soit 500 € actuellement. Le retour sur investissement sans prendre en compte la hausse des prix du gaz est donc de 13500/500=27 ans. En appliquant une hausse du gaz de 3% par an, on atteint 20 ans.
- L'isolation des combles perdus d'un bâtiment de bureaux datant de 1965 n'a pas coûté cher : il a suffit de poser 15 cm de laine minérale sur le plancher. La rentabilité est donc très courte : à peine 5 ans. Dans ce cas, le prix du pétrole reste presque anecdotique.
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