Isolation thermique en autoconstruction
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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.
Voir Autoconstruction
Sommaire |
[modifier] Principes
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.
[modifier] Isolation des murs
Malgré son épaisseur rassurante, un mur de pierre de 70 cm d’épaisseur est équivalent à 1 centimètre de laine de verre sur le plan de l’isolation thermique, la conductivité thermique de la pierre étant beaucoup plus élevée que celle de l’air emprisonné entre les fibres de verre. Un mur non isolé est froid et favorisera la condensation de la vapeur d’eau, donc le développement de moisissures.
[modifier] Différentes solutions
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 importantes car l’isolation obtenue est forte. En effet cette solution a l'avantage majeur de supprimer la plupart des ponts thermiques (abouts de planchers,...) Cette solution peut donner l'impression d'être plus chère qu'une solution avec isolation intérieure à la construction, toutefois lorsque l'on compare le coût d'un mur monolithique de béton cellulaire ou de briques monomur à celui d'un parpaing additionné d'un isolant et d'une plaque de plâtre, le coût est sensiblement le même.
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 sauf au niveau des fondations. 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. Elle a l'avantage (qui est aussi un inconvénient dans certains cas) de ne pas présenter d'inertie thermique. La qualité d'une isolation intérieure peut diminuer avec le temps (tassement des laines derrières les plaques de plâtre, trous de souris dans le polystyrène, etc..)
[modifier] Le pare-vapeur\coupe-vent
La face intérieure de l’isolation (côté chaud )doit être munie d’un film étanche à l’air qui remplit deux fonctions: celle de pare-vapeur et celle de coupe-vent. Ce film étanche fonctionne donc 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, dans le volume chauffé.
Les canalisations électriques et autres gaines qui traversent l’isolation ne doivent pas favoriser le passage des courants d’air, il faut les immobiliser fermement et les entourer de laine de verre ou de mousse de polyuréthane (dans le cas d’une isolation en polystyrène expansé).
[modifier] La résistance thermique
La résistance thermique d’une paroi dépend de son épaisseur et aussi de la conductivité thermique du matériau utilisé. Dans le cas d’un mur composé de plusieurs matériaux différents, il faudra additionner les résistances thermiques de chacun des composants. Dans la pratique c’est la couche d’isolant (laine de verre, polystyrène...) qui représente la plus grande partie de la résistance thermique.
[modifier] Matériaux isolants
Les principaux matériaux isolants utilisés pour l’isolation des murs et sous-pentes sont, par ordre croissant de conductivité thermique :
- la mousse de polyuréthane - excellent isolant, cher, moins stable dans le temps que ses concurrents,
- la laine de verre - bon marché, stable, irritante pour la peau lors de la pose, existe en panneaux et en rouleaux,
- la laine de roche - semblable à la laine de verre mais moins désagréable à poser,
- le polystyrène expansé - léger, rigide, fragile, facile à découper, doit être protégé des rongeurs, ne nécessite pas de pare-vapeur. Existe en plaques non compressibles pour l’isolation des dalles flottantes,
- la fibre de bois - moins bon isolant que les précédents mais meilleur marché et plus écologique, utilisée en vrac et bourrée entre deux cloisons.
- la laine de mouton
- la paille
- le chanvre
On trouve maintenant des produits (qui sont loin d’être nouveaux) présentés comme ayant des résistances thermiques très supérieures aux isolants listés ci-dessus. Leur efficacité n’est absolument pas prouvée mais leur prix est indéniablement très élevé. La résistance thermique d’un isolant est assurée par l’air enfermé dans les bulles ou entre les fibres du matériau (verre, polystyrène...). Préférer l’isolant en panneau dont la tenue mécanique est meilleure, éviter les matériaux bon marché. L'isolation doit être envisagée non seulement de par son coefficient d'isolation, mais également par son déphasage thermique, soit la capacité aux matériaux composants l'enveloppe de l'habitation à ralentir les changements de température (donc leur inertie thermique). Cette inertie est en rapport avec la masse des matériaux et donc une laine de verre haute densité aura une inertie plus grande qu'une basse densité. Quoi de plus logique en théorie mais pensons y lors de la construction ou de la rénovation d'une habitation. Pour ce qui est des murs, l'inertie pose en général moins de problème (surtout dans le cas d'une isolation par l'extérieure) que dans le cas de l'isolation des combles. Pour les combles, comme la couverture ne freine que peu le transfert de chaleur, l'inertie des matériaux isolants est dès lors beaucoup plus importante. Il existe des alternatives simples et accessibles financièrement qui sont notamment basées sur la cellulose insufflée (doit être placée par un professionnel pour éviter tout pont thermique) qui permettent des déphasages d'une dizaine d'heure, suffisamment pour assurer un très bon confort thermique en été, contrairement à la laine de verre ou de roche basse densitée où les combles se transforment en véritable four en été...
[modifier] La pose de l’isolant
Les matériaux isolants à base de fibre de verre ou fibre de roche sont désagréables à poser. Utiliser des gants, un masque à poussière, des lunettes de sécurité et une combinaison de travail au col et aux poignets serrés. Essayer de ventiler le local.
L’isolation des sous-pentes peut se faire à l’aide de laine en rouleau munis d’un pare-vapeur que l’on agrafe sur les chevrons. Cette solution n’est possible que si l’écartement des chevrons correspond exactement à la largeur des rouleaux. En pratique l’épaisseur d’isolant ne dépassera guère 8 cm, ce qui est insuffisant dans la plupart des régions. Il est certainement plus pratique d’utiliser des panneaux découpés à l’écartement des chevrons ou de placer l’isolant en sous-face.
Vérifier que les recoins sont comblés d’isolant, si nécessaire bourrer de la laine de verre ou de roche dans les moindres trous. Condamner tous les orifices où des rongeurs pourraient pénétrer. On peut utiliser de la mousse de polyuréthane pour reboucher les trous ou remplir des alvéoles.
[modifier] L’isolation par l'extérieur
L'isolation par l'extérieur est une solution meilleure que l'isolation intérieure. Elle permet, à épaisseur d'isolation égale, de diviser par 2 à 3 les pertes de chaleur et de conserver pendant l'été, en diminuant les transferts de chaleur, la fraîcheur de la nuit dans la maison.
Ses avantages sont :
- la suppression de tous les ponts thermiques des dalles de plancher, des murs de refend et autres cloisons,
- l'utilisation de l'inertie des murs pour récupérer les apports extérieurs, les apports ménagers, et qui deviennent avec un chauffage adéquat de véritables radiateurs basse température,
- un meilleur confort thermique du fait que les murs lourds et donc conducteur thermique absorbent mieux la chaleur rayonnée par les occupants des lieux,
- pas de condensation dans les murs qui sont à la même température que l'air ambiant intérieur.
- pas d'émanation de gaz nocif de polystyrène et colle dans l'air du logement, pas de problème d'accrochage des meubles de cuisine et de salle de bain, et des tringles à rideaux, pas d'apparition des bandes de collage.
Ses inconvénients :
- le bardage extérieur moins résistant qu’un enduit sur parpaings,
- un coût un peu plus élevé à résistance thermique égale qui s'amortit en deux ans sur les économies du chauffage, et sur le confort qu'on ne peut pas chiffrer,
- quelques difficultés de réflexion à la conception pour l'implantation des combles et du garage ou sous-sol,
- une technologie moins abordable pour l’autoconstructeur mais néanmoins réalisable.
Lien externe : http://jehhan.ifrance.com/chauffage
[modifier] Isolation des canalisations
Les tuyauteries d’eau chaude doivent être isolées par mesure d’économie et celles d’eau froide pour éviter le gel. Les écoulements (gouttières, égouts, évacuations des eaux usées et des eaux vannes) ne doivent pas être oubliés. Pour les tuyaux de faible diamètre (10 à 30 mm) il existe des gaines cylindriques en mousse qui se découpent facilement et peuvent se poser sur des canalisations en place. Les robinets et autres accessoires peuvent être emmaillotés dans de la laine de verre maintenue par un film mince de polyéthylène et du ruban adhésif. Bien repérer à l’aide d’une étiquette visible la position et le rôle du robinet, ce peut être capital en cas de problème ou lors des opérations de maintenance.
Les regards extérieurs abritant des vannes (voire le compteur de chantier) doivent être isolés avec du polystyrène expansé s’ils ne sont pas suffisamment enterrés.
[modifier] À propos de la sur-isolation
On peut être tenté de doubler l’épaisseur de l’isolation des murs. Ce n’est pas une mauvaise chose mais il faut tenir compte des points suivants :
- doubler l’épaisseur de la laine de verre coûte 2 fois plus cher et ne diminue (au maximum) les déperditions que de moitié. Cependant, le coefficient d'isolation thermique (dénommé R) sera doublé. Par exemple, 10 cm de laine de verre apportent un coefficient R de 2.5, donc 2 fois 10 cm apporteront un coefficient R de 5. Une pose croisée des deux couches permettra aussi de limiter les déperditions.
- l’épaisseur de l’isolant intérieur est autant de place perdue pour l’espace habitable : 10 cm d’isolant sur un pourtour de 40 mètres (étage de 10x10m) correspond à 4m² de surface perdue.
- pour être optimisée l’isolation doit être cohérente. Les efforts pour isoler doivent être identiques pour les murs, les portes et fenêtres, la ventilation...
[modifier] Ponts thermiques
Les ponts thermiques, sortes de courts-circuits dans l’isolation intérieure, doivent être réduits au maximum. Pour ce faire on peut agir dès la conception en préférant un plancher sur solives, une ferme intérieure plutôt qu’un mur de refend ou plus simplement en construisant son mur avec un matériau isolant (béton cellulaire, brique monomur, etc...). Une autre solution consiste à isoler par l'extérieur avec l'inconvénient de laisser un pont thermique au niveau des fondations.
Lors de la réalisation on pourra appliquer différentes solutions :
- détacher les murs de refend pour pouvoir insérer la couche d’isolation entre l’extrémité du refend et le mur extérieur.
- isoler le tour de dalle à l’aide d’une brique creuse ou d'une planelle en béton cellulaire.
- doubler les murs de refend avec une couche d’isolant de quelques centimètres
- poser un faux plafond isolé ou isoler les planchers en sous-face
- réaliser des dalles flottantes
Le développement de moisissures sur les parois trahit la présence de condensation, donc d’une zone froide provoquée par un pont thermique. Comme il est difficile de traiter un pont thermique a posteriori, on peut essayer de tapisser les murs concernés à l’aide d’une couche mince d’isolant (quelques millimètres) recouverte d’un papier peint ou d’un revêtement mural (tissus...).
[modifier] L'inertie thermique
Dans une pièce isolée par une couche d'isolant et une cloison de doublage légère (isolation intérieure), l'inertie thermique est faible et il suffit de peu de temps pour réchauffer l'air de la pièce. Cette propriété est un avantage dans le cas d'un chauffage programmé pièce par pièce.
Par contre, en été, le moindre rayon de soleil fera monter la température brutalement et cette dernière baissera aussi vite qu'elle aura monté lorsque le soleil disparaîtra. La sensation d'inconfort est nette.
L'utilisation d'une isolation extérieure ou de mur isolant massif en béton cellulaire ou brique alvéolée permet d'augmenter l'inertie thermique donc la réduction des variations de température.
[modifier] Isolation sous les toits
Comme l’air chaud monte par convection, la température est plus élevée au plafond et il est de coutume de mettre une couche d’isolant plus épaisse dans les combles que sur les murs. Sous le toit les entrées d’air doivent être plus spécialement traitées car il n’y a pas l’étanchéité des murs. La couche d’isolant doit être protégée contre les intrusions de la fouine, en fermant à l’aide d’un grillage solidement fixé l’espace entre les chevrons au niveau de la sablière.
Plusieurs solutions sont possibles pour l’isolation sous le toit, en fonction de la résistance thermique souhaitée, de l’espace disponible :
- peu d’espace et isolation faible — film réfléchissant fixé sous les chevrons, coûteux et de faible efficacité en pratique,
- peu d’espace et isolation moyenne — rouleaux de laine de verre agrafés entre les chevrons, de mise en œuvre délicate car l’espacement entre chevrons est rarement régulier,
- espace disponible et isolation forte : double épaisseur de panneaux de laine de roche ou de verre fixés à l’intérieur d’une structure en caissons, entre les pannes. La structure supporte aussi les plaques de plâtre, des panneaux d’aggloméré, de la frise de pin...
L’isolation est mise en place après la pose des conduits de fumée et des fenêtres de toit. Prévoir le passage des gaines de ventilation, des câbles de télévision, des gaines électriques...
N.B. : Notez que laine de verre et de roche peuvent se substituer à bien d'autres matériaux plus ou moins "écologiques", soit la laine de bois, la cellulose (papier recyclé), le lin, le chanvre, la laine de mouton, etc, etc.
[modifier] Isolation des portes et fenêtres
Les ouvertures vitrées sont les points faibles de l’isolation globale de la construction. Limiter la surface de ces ouvertures est la première solution pour réduire les déperditions, éviter les ouvertures au nord et côté du vent (souvent à l'ouest). Ensuite on pourra appliquer les règles suivantes :
- utiliser le double-vitrage à faible émissivité 24mm d'épaisseur totale minimum(RT 2005),
- choisir des huisseries épaisses en bois ou PVC de bonne qualité,
- éviter les huisseries en aluminium ou choisir les profilés avec rupture du pont thermique,
- vérifier l’étanchéité des joints, y compris en bas de portes,
- installer des volets étanches, si possible au droit de la façade pour limiter les effets du vent. Les volets roulants en PVC à double parois et caisson extérieur (dans l’épaisseur du mur) sont une des bonnes solutions, préférer les volets roulants à lames aluminium double parois injectées de mousse polyuréthane (meilleure isolation)
- installer des doubles-rideaux épais devant portes et fenêtres,
- supprimer les ponts thermiques au niveau des seuils et appuis de fenêtres.
La pose de doubles-fenêtres est une excellente solution contre :
- le bruit,
- les entrées d’air (caissons de volets roulants, huisserie anciennes déformées, difficulté de poser des joints).
Par contre la manœuvre et l’entretien des doubles-fenêtres est malaisée, leur esthétique discutable et leur coût élevé.
La pose de survitrages est généralement une solution bon marché et peu efficace mais qui peut rendre service en rénovation.
Pour réduire le rayonnement infrarouge pénétrant par les vitrages sud en été, il est possible de coller un film réfléchissant. Cette solution est assez efficace mais onéreuse. En plein jour, elle protège également des regards indiscrets (cas des rez-de-chaussée) sinon opter pour des doubles vitrages avec les fonctions de contrôle solaire.
[modifier] Liens externes
Description détaillée du montage isolé des seuils et ouvertures
[modifier] 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...
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