|
L'isolation thermique a pour but de limiter les [[Transfert thermique|transferts de chaleur]] entre deux milieux de températures différentes.
L'isolation, en augmentant la température des surfaces intérieureintérieures des parois, limite les déperditions thermiques du corps par [[rayonnement thermique]], et donc améliore le [[confort thermique]]. D'un point de vue plus général, l'isolation thermique diminue la facture de [[chauffage]], diminue la [[Dépendance au pétrole|dépendance aux énergies fossiles]] et donc réduit les émissions de [[gaz à effet de serre]], diminue la dépendance à l'énergie nucléaire, et donc réduit les [[déchets radioactifs]]. Les travaux d'isolation créent en outre des emplois locaux, au moins en partie financés par les économies de chauffage.
=== En Europe ===
== Gestion de l'humidité intérieure et ventilation ==
À proximité d'un mur non isolé, la température chute brutalement et l'air à cette température condense une partie de la vapeur d'eau qu'il contient (l'air chaud peut en effet contenir plus de vapeur d'eau que l'air froid). Cette condensation sous forme de gouttelettes est source d'humidité. Augmenter la température des surfaces intérieures des parois par l'isolation évite que l'air ne se condense. Toutefois l'isolation implique que cette humidité doit être gérée de manière stricte :
* lesLes [[Pont thermique|ponts thermiques]] sont à proscrire. Ils déplacent en un point ce qu'une paroi non isolée réalisait sur toute sa surface : l'humidité se condense et peut cette fois être la cause de dégâts importants ;
* lL'humidité, traversant le mur (dans le cas d'une isolation par l'extérieur), peut trouver à se condenser, à son [[point de rosée]], à l'intérieur de l'isolant, ce qui peut provoquer sa destruction. La mise en œuvre d'un isolant non compatible avec l’humidité (laine de verre, roche, polystyrène…) doit ainsi s'accompagner de la pose de [[pare-vapeur|membranes pare-vapeur]] continues, qui évitent tout contact de l'isolant avec cette humidité. Dans le cas d’un isolant naturel (laine de mouton, paille, chanvre, liège…), la vapeur d’eau traverse généralement la partie sans causer de dégât et permet de s’affranchir et de la membrane pare-vapeur et de tout système de ventilation mécanique ; des propriétés [[hygroscopique]]s permettent en outre de réguler l'humidité de la pièce, tandis que l'imputrescibilité évite au matériaux de se dégrader lorsqu'il absorbe cette humidité<ref>{{Lien web |langue=fr |titre=L'isolation écologique : quel matériau isolant choisir ? |url=https://www.consommerdurable.com/2014/03/isolation-ecologique-quel-materiau-isolant-choisir-laine-de-verre-laine-de-cellulose-laine-de-chanvre-laine-de-mouton-laine-de-bois-liege-expanse-chenevotte-polystyrene/ |site=Consommer Durable |date=2014-03-05 |consulté le=2023-02-23}}.</ref>{{,}}<ref>{{Lien web |langue=fr |titre=Dossier isolation naturelle : de la laine de mouton au chanvre |url=https://www.futura-sciences.com/maison/actualites/maison-dossier-isolation-naturelle-laine-mouton-chanvre-21394/ |site=[[Futura (portail web)|Futura]] |consulté le=2023-02-23}}.</ref> ;
* laLa mise en place d'une [[ventilation]] naturelle ou mécanique est obligatoire pour éliminer toute humidité excédentaire.
== Conséquences ==
=== Isolation intérieure et cloisons de doublage ===
[[Fichier:Isolation thermique dans une double cloison.jpg|vignette|Mise en place d'un isolant dans une double cloison.]]
Cette solution, répandue en France, est facile à mettre en œuvre. L'isolation intérieure est choisie pour les cas de rénovation dans les appartements (car il est difficile d'intervenir sur l'extérieur du bâtiment) et pour les résidences secondaires. Dans ce dernier cas, l'occupation intermittente ne permet pas de chauffer durablement la masse thermique des murs. L'isolation intérieure laisse donc le mur à l'extérieur de la zone isolée et permet une montée en chauffe rapide adaptée à un usage temporaire. Elle a le désavantage (qui est aussi un avantage dans certains cas) de ne pas présenter d'inertie thermique. L'isolation intérieure, lorsque l'isolation était inexistante, présente le désavantage d'une réduction de l’espace intérieur. Autre désavantage, la présence de nombreux ponts thermiques difficiledifficiles à traiter. La qualité d'une isolation intérieure peut diminuer avec le temps (tassement des laines derrière les plaques de plâtre, trous de souris dans le polystyrène, etc.).
=== Isolation intégrée au matériau porteur ===
Un tiers de la chaleur d'un bâtiment est perdue à travers les murs mal isolés, l'isolation thermique par l'extérieur (ITE) est plus efficace que l'isolation par l'intérieur. Elle a d'abord été utilisée en France pour les bâtiments collectifs (HLM notamment) et de plus en plus pour les maisons particulières. Le « manteau isolant » augmente l'[[inertie thermique]] de tout le bâtiment et règle tout ou partie des problèmes de ponts-thermiques, ce qui présente un avantage important en régime transitoire. À qualité d'isolant égale, elle diminue beaucoup les pertes de chaleur l'hiver et conserve la fraîcheur de la nuit dans la maison pendant l'été.
En France, elle est encouragée par la [[Réglementation thermique (France)|RT 2012]], qui exige depuis le {{date-|28 octobre 2011}} que les bâtiments neufs soient [[bâtiment basse consommation|à basse consommation]], soit consommateurs de moins de {{Unité|50 kWh/m2/an}} pour les {{Quoi|logements ANRU|date=décembre 2022}} ([[Agence nationale pour la rénovation urbaine]]) dans des zones où le marché immobilier aà un besoin manifeste de revitalisation et dans les bureaux et les locaux d'enseignement. Depuis 2011, tous les bâtiments tertiaires et autres logements doivent aussi y répondre, tout en respectant les dispositions du PLU ou du RNU. En France en 2011, {{nobr|170 millions}} de mètres carrés de revêtement façade constitueraient 75 à 80 % du marché de la rénovation des bâtiments collectifs, la maison individuelle neuve ne constituant que 3 % du marché, et la rénovation de l'ancien encore moins.
L'ITE se conçoit sur des murs plans et verticaux : maçonneries de parpaings, briques, blocs de béton cellulaire, revêtues ou non d'un enduit ciment ; des parois en béton banché ou préfabriqué ; des maçonneries de pierre.
Les systèmes d’ITE sous enduit, les plus répandus, car moins onéreux que les parements, bardages ventilés, vêtages et vêtures, sont aussi appelés [[ETICS]] – External Thermal Insulation Composite Systems. Cette dénomination met l’accent sur le principe de système composite : colle + isolant + fixation mécanique (selon le cas) + treillis d’armature + enduit de marouflage + enduit de finition. À l’intérieur de ce système, chaque composant est dûment spécifié. Le respect de ces spécifications est essentiel pour atteindre effectivement les performances visées, offrir les garanties de longévité requises et éviter des désordres ultérieurs.
Un usage mixte est possible ({{ex}} ITE en façade arrière uniquement pour un immeuble dont la façade est patrimonialement intéressante), mais avec une légère perte d'isolation. Par ailleurs, on voit de plus en plus souvent des réalisations qui panachent les bardages et les finitions en enduit pour élargir les possibilités esthétiques. DeDes systèmes d'isolation de toitures par l'extérieur existent aussi, faciles à combiner avec une rénovation de toiture et de réfection de combles ou pose de panneaux solaires.
[[File:ITE panachée enduit-bardage.jpg|thumb|right|Réalisation en ITE panachant une finition en enduit mince sur isolant et une finition en bardage ventilé]]
==== Avantages de l'isolation thermique par l'extérieur ====
* suppressionSuppression de tous les [[Pont thermique|ponts thermiques]] des dalles de plancher, des [[mur de refend|murs de refend]] et autres cloisons ;
* jusquJusqu'à 80 % d'[[économie d'énergie]] pour les bâtiments les plus énergivores en limitant de façon importante la déperdition de chaleur par la façade et en limitant les ponts thermiques ;
* utilisationUtilisation 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 ;
* pasPas de condensation dans les murs qui sont à la même température que l'air ambiant intérieur ;
* utilisationUtilisation possible de la chaufferie la nuit en période hivernale uniquement pour la production ECS (eau chaude sanitaire) en coupant le chauffage deux à trois heures sans perte de température significative, ce qui simplifie la régulation dans le cas d'une chaufferie à base de pompe à chaleur aquathermique ;
* pasPas 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 ;
* laLa surface habitable n'est pas diminuée ;
* elleElle peut se faire sans interrompre l'occupation du logement dans le cas d'une rénovation.
==== Inconvénients de l'isolation thermique par l'extérieur ====
* coûtCoût souvent plus élevé (en raison du coût d'installation de l'échafaudage) à résistance thermique égale (variable selon la complexité des formes extérieures du bâti. Des solutions préfabriquées pourraient dans certains cas réduire ces coûts) ;
* quelquesQuelques difficultés de réflexion à la conception pour l'implantation des combles et du garage ou sous-sol ;
* uneUne technique moins abordable pour l’[[autoconstructeur]] mais néanmoins réalisable ;
* elleElle modifie l'aspect extérieur du bâtiment ce qui, dans le cas de rénovations en zone patrimoniale, peut poser problème.
== Isolation des planchers ==
L’isolation des planchers combat deux causes de déperditions thermiques :
* pertesPertes vers l’étage inférieur non chauffé (sous-sol, [[vide sanitaire]], terre-plein…) ;
* pertesPertes par [[Pont thermique|ponts thermiques]].
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 l'extérieur et volume habitable, l’épaisseur de l’isolation nécessaire est plus faible (de l’ordre de {{unité|6|cm}} en plancher par rapport à 10 à {{unité|20|cm}} dans les combles).
Pour isoler un plancher on peut :
* soitSoit 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 ;
* soitSoit 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 [[lambourde (construction)|lambourdes]] séparées par de la laine ;
* soitSoit isoler avec de la [[ouate de cellulose]] en vrac, par l'étage du dessus ou du dessous ; dans le premier cas on procède par bourrage lâche dans le plancher ouvert et, dans le deuxième cas, en soufflant le produit à travers une membrane brochée. On peut aussi souffler la [[ouate de cellulose]] à travers un plafond fermé en soufflant le produit à travers des trous de deux pouces de diamètre dans lesquels on insère le boyau.
== Isolation sous les toitures et terrasses ==
Plusieurs solutions sont possibles pour l’isolation sous le toit, en fonction de la résistance thermique souhaitée et de l’espace disponible :
* peuPeu d’espace et isolation faible — film réfléchissant fixé sous les chevrons, coûteux et de faible efficacité en pratique ;
* peuPeu d’espace et isolation moyenne — isolant entre les chevrons, de mise en œuvre délicate, car l’espacement entre chevrons est rarement régulier ;
* espaceEspace disponible et isolation forte — double épaisseur de panneaux isolants fixés à l’intérieur d’une structure en caissons, entre les pannes ou encore soufflage d'un isolant en vrac (par exemple : [[ouate de cellulose]] ou [[laine de roche]]) après avoir installé les déflecteurs de ventilation entre les chevrons. 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…
Les solutions suivantes sont généralement préférées :
* leLe [[double vitrage]] à faible émissivité de {{unité|24|mm}} d'épaisseur totale minimum (RT 2005) ;
* desDes huisseries épaisses en bois ou [[Polychlorure de vinyle|PVC]] de bonne qualité ou en aluminium avec rupture de [[pont thermique]] (offre standard depuis la RT 2000) ;
* uneUne étanchéité des joints et des bas de portes ;
* desDes volets étanches, si possible au droit de la façade pour limiter les effets du vent. Les volets roulants en PVC à doubles parois et caisson extérieur (dans l’épaisseur du mur) sont une des bonnes solutions. Par contre les volets roulants à lames [[aluminium]] doubles parois, même remplies de mousse [[polyuréthane]], présentent une moins bonne isolation thermique. En effet, les lames aluminium favorisent les échanges thermiques avec l'extérieur, contrairement aux lames PVC ;
* desDes doubles-rideaux épais devant portes et fenêtres ;
* rupturesRuptures de ponts thermiques (au niveau des seuils, balcons, escaliers extérieurs, appuis de fenêtres, etc.).
* lesLes [[Double_fenêtre|doubles-fenêtres]] qui limitent à la fois le bruit et les entrées d’air (notamment en présence de caissons de volets roulants, d'huisseries anciennes déformées, de difficulté à poser des joints). La manœuvre et l’entretien des doubles-fenêtres sont cependant plus malaisés, leur esthétique discutable et leur coût élevé.
La pose de sur-vitrages est généralement une solution bon marché et peu efficace mais qui peut rendre service en rénovation<ref>''[https://www.cohesion-territoires.gouv.fr/sites/default/files/2019-06/dgaln_dpe_guide_recommandations_diagnostiqueurs_mars_2009.pdf Diagnostic de performance énergétique]'' {{pdf}}, guide de recommandations, ministère du Logement, mars 2009, 71 pages.</ref>.
Lors de la réalisation différentes solutions sont disponibles :
* miseMise en place des [[rupteur de pont thermique|rupteurs de pont thermique]] en pourtour de dalle et à l’extrémité des murs de refend ;
* isolationIsolation de tour de dalle, par exemple par briques creuse ou d'une [[planelle]] en béton cellulaire ;
* doublementDoublement des murs de refend par une couche isolante (plus ou moins épaisse selon le contexte climatique) ;
* fauxFaux plafond isolé ou isoler les planchers en sous-face ;
* dallesDalles flottantes.
Des moisissures sur les parois trahissent une condensation indésirable sur zone froide généralement provoquée par un pont thermique. Comme il est difficile de traiter un pont thermique ''a posteriori'', une couche mince d’isolant (quelques millimètres) peut être apposée sur la zone froide, recouverte d’un enduit ou papier peint ou d’un revêtement mural (tissus…).
=== 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 :
* interdireInterdire à l’air chaud et chargé de vapeur d’eau de pénétrer dans l’isolant et d’y provoquer de la condensation ;
* empêcherEmpêcher 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, les entourer d'isolant et les boucherbouchés aux extrémités (un morceau de papier ou un peu d'enduit, facilement retirable en cas de besoin) pour éviter la circulation d'air parasite par celles-ci entre les différentes pièces, les combles, les vides sanitaires et les pièces non chauffées. Idéalement, entre la finition intérieure et le pare-vapeur, on laisse un passage technique pour l'électricité et la plomberie, ainsi, on ne troue pas le pare-vapeur.
L'utilisation du frein vapeur hygrovariable permet de garantir la durabilité de votre isolation en évitant la surcharge d'humidité dans le bâti.
La résistance thermique d’un matériau isolant est donc assurée par l’[[air]] ou un autre gaz enfermé dans des bulles (verre cellulaire et mousses synthétiques) ou freiné par les fibres du matériau ([[laine de roche]], laine de chanvre, [[blocs de chanvre]], [[fibre de bois]], [[ouate de cellulose]]…).
L'isolant en panneau est apprécié pour sa tenue mécanique. L'insufflation en vrac, moins coûteuse, permet d'éviter les ponts thermiques dans les combles par exemple.
Les critères d'un matériau isolant sont les suivants :
* sonSon conditionnement commercial (panneau rigide ou semi-rigide) ;
* matériauMatériau, origine, [[énergie grise]], conditions de fabrication, polluant, [[durabilité]] ;
* [[Conductivité thermique]], valeur lambda (λ);
* [[Résilience (physique)|Résilience]] (capacité à emmagasiner la température) ;
* comportementComportement à l'eau, [[capillarité]], [[hygroscopicité]] ;
* comportementComportement à la [[vapeur d'eau]], [[facteur de résistance à la diffusion de la vapeur d'eau]] ;
* perméabilitéPerméabilité à l'air ;
* résistanceRésistance aux nuisibles, à la vermine ;
* évolutionEvolution dans le temps ;
* réactionRéaction au feu (émissions de polluants éventuels) ;
* résistanceRésistance mécanique ;
* facilitéFacilité de mise en œuvre.
== Pose de l’isolant ==
{{À recycler|motif=Retrait du bandeau de non-neutralité à la suite de modifications mais les éléments seraient peut-être à clarifier ou certains devraient être rajoutés.|date=octobre 2022}}
L'isolation des murs prend en compte les considérations suivantes :
* doublerDoubler l’épaisseur de l'isolant ne coûte pas deux fois plus cher (la main d'œuvre est la même) mais diminue (théoriquement) les déperditions de moitié. Car le [[Résistance thermique surfacique|coefficient d'isolation thermique]] (dénommé R) sera doublé. Par exemple, {{unité|10 cm}} de [[laine de verre]] apportent un coefficient R de 2,5, donc deux fois {{unité|10 cm}} apporteront un coefficient R de 5. Une pose croisée des deux couches permettra aussi de limiter les déperditions ;
* l’épaisseurL’épaisseur de l’isolant intérieur réduit l’espace habitable : {{unité|10 cm}} d’isolant sur un pourtour de {{unité|40 mètres}} (étage de {{unité|10×10|m}}) correspond à {{unité|4 m2}} de surface perdue, soit 4 % ;
* uneUne isolation performante nécessite un soin particulier : traiter les [[embrasure]]s, ne pas créer de [[ponts thermiques]], rendre l'enveloppe étanche à l'air, prévoir un pare-vapeur, prévoir une ventilation efficace ;
* lL'isolant extérieur (en rénovation) résout ce problème. À partir des matériaux renouvelables ([[ouate de cellulose]], bois, déchet agricole…chanvre, paille, liège) il est possible de réduire l'énergie grise vis-à-vis d'un isolant classique (laine de roche, verre ou plastique)<ref>http://www.labelvie.com/pages/habitat/energie_tableau.pdf</ref>
* enEn respectant la norme [[Passivhaus]] (ép. d'environ {{unité|35 cm}}), vous économisez sur le système de chauffage et investissez dans la surisolation. Le retour sur investissement est fonction des économies d'énergies réalisées (calcul en fonction de l'évolution du coût de cette énergie) ;
* pourPour être optimisée, l’isolation doit être « cohérente ». Les efforts pour isoler doivent être identiques pour les murs, la ventilation et les portes et fenêtres.
== Estimer les économies de chauffage attendues ==
Pour calculer les frais de chauffage annuel p. ex. pour un mur ou pour les fenêtres il faut savoir la valeur moyenne de la différence entre la température extérieure et une température intérieure du lieu. Les [[degrés-jours]] unifiés (DJU) chauffage annuel sont la somme des différences entre la température extérieure et la température intérieure de l'air (18°C) pour tous les jours de chauffage pendant un an. Les DJU varient en France de 1400 pour la Corse à 3600 dans les Alpes jusqu'à 3800 dans le Jura. On trouve les valeurs mesurées en France dans une liste détaillée <ref>{{Lien web |titre=Degres jours |url=http://www.bilan-thermique-28.fr/degres_jours.html |site=bilan-thermique-28.fr |consulté le=2020-12-25}}.</ref>. Les degrés-jours en Suisse sont publiés dans SIA 381/3 que l’on doit acheter.
La chaleur est une forme d’énergie. Son flux est toujours dirigé des températures les plus élevées vers les températures les plus basses. Des éléments tels que planchers, parois, dalles, toits, fenêtres et portes opposent une certaine résistance aux échanges thermiques. Ce flux de chaleur qui traverse un élément est défini par le coefficient de transmission thermique ''U -'' – plus simplement nommé valeur ''U'' - (en France: ''U''<sub>parois</sub>). La valeur ''U'' est exprimée en watts par mètre carré par kelvin (ou degré Celsius) de différence de température, soit W/(m²K). {{Passage à recycler|Un exemple illustratif de la valeur U est publié dans|date=juin 2022}}<ref>{{Lien web |titre=Valeur U|url=https://www.energie-environnement.ch/maison/renovation-et-chauffage/conception-du-batiment/isolation/228 |site=energie-environnement.ch |consulté le=2020-12-25}}</ref>
Sachant la valeur ''U'' et le ''DJU'' du lieu, il permet de calculer l'intensité de l'énergie échangée par unité de surface A (m²) et unité de temps en fonction de la différence de température de part et d'autre de la surface d'échange.
Pour déterminer la puissance de chauffage (p.ex. par un mur du bâtiment) dans une zone climatique donnée on estime le flux thermique Φ:
| 