Les fuites thermiques
La chaleur est une énergie qui se mesure en joule et se transmet selon les mécanismes
- Déperdition
Dans une maison mal isolée ou non isolée, les plus grosses fuites de chaleur s’effectuent par les surfaces : toiture, murs et vitrages. Ces points sensibles de l’habitation peuvent générer jusqu’à 60% des déperditions en chaleur. Les jonctions entre les parois laissent également fuir la chaleur. Appelées " ponts thermiques ", elles peuvent participer de 5 à 25% à la fuite de chaleur.
L’objectif de l’isolation est d’empêcher la chaleur de partir plutôt que d’empêcher le froid de rentrer en hiver. En effet, les parois d’une habitation non isolée ne retiennent pas la chaleur, qui les traverse sans les réchauffer. En été, l’isolation empêche la chaleur de rentrer. Le principe de l’isolation est de poser, avec des matériaux ayant un pouvoir conducteur le plus faible possible, une barrière entre l’extérieur et l’intérieur, entre le chaud et le froid.
Comment concevoir l’enveloppe de sa maison ?
Il existe trois grands modes d’isolation, qui correspondent à trois techniques : L’isolation par l’intérieur, par l’extérieur, et répartie.
Quelques repères pour vous guider dans vos choix :
Le tableau suivant a pour objectif de décrire les solutions à mettre en œuvre pour respecter un niveau réglementaire et pour atteindre un niveau de bâtiment performant. La performance thermique d’un isolant s’exprime au regard de sa résistance thermique (R en m2.°C/W). La valeur R prend en compte l’épaisseur de l’isolant et sa conductivité thermique. Ainsi, 20 cm d’épaisseur de deux matériaux n’ont pas forcément la même résistance thermique. Il est donc nécessaire de comparer des isolants en utilisant la valeur R et non leur épaisseur ou leur conductivité thermique.Plus R est grand, plus le matériau est isolant.
La performance d’un vitrage se caractérise par Uw en W/m2.K. La valeur Uw exprime les performances d’une fenêtre dans son ensemble : vitrage + menuiserie. De manière générale, les fenêtres PVC et bois ont de meilleures performances que l’aluminium qui est un matériau très conducteur. Plus Uw sera faible meilleure sera la performance du vitrage.
| Poste | Niveau minimal réglementaire dès 2012 | Niveau fréquemment employé pour les bâtiments très performants |
|---|
| Isolation de la toiture |
R≥ 7 soit environ 30 cm d’équivalent laine minérale ou végétale |
R≥ 10 soit environ 40 cm d’équivalent laine minérale ou végétale |
| Isolation des murs |
R ≥ 3,5 soit environ 15 cm d’équivalent laine minérale ou végétale ou 50 cm d’isolation répartie (type brique terre cuite) |
R ≥ 5 soit environ 20 cm d’équivalent laine minérale ou végétale ou 50 cm d’isolation répartie (type brique terre cuite) |
| Isolation du plancher |
R ≥ 3,5 soit environ 15 cm d’équivalent laine minérale ou végétale ou 10 cm de polyuréthane |
R ≥ 5 soit environ 20 cm d’équivalent laine minérale ou végétale ou 10 cm de polyuréthane |
| Vitrage |
Uw ≤ 1.5 soit l’équivalent d’une fenêtre bois avec double vitrage à isolation renforcée. 4/16/4 ou triple vitrage |
Uw ≤ 1 triple vitrage |
Repères
Les fournisseurs de matériaux ou les installateurs ont pour obligation de fournir toutes les valeurs techniques certifiées indiquées dans ce document (Uw, R...).
La résistance thermique est-elle nécessaire et suffisante ?
Concevoir une enveloppe en respectant les résistances thermiques indiquées ci dessus permettra de limiter au maximum les déperditions thermiques et donc de limiter les besoins de chauffage. Il n’en sera pas forcément de même pour assurer un confort estival. Au delà de l’aptitude à isoler, il est important de choisir un isolant en prenant en compte un certain nombre de paramètre relatif au confort d’été.
Ces paramètres sont :
- la capacité thermique,
- l’effusivité,
- l’inertie,
- le pouvoir de déphasage,
- la perméabilité à la vapeur d’eau.
Certains matériaux ont une meilleure capacité à absorber, stocker et restituer de la chaleur et possèdent donc de bonne performance en ce qui concerne le confort d’été. De manière très simple, on peut considérer que plus un isolant est lourd, plus il aura d’inertie et donc plus il sera performant sur le plan du confort d’été. La masse volumique est un indicateur qui peut être utilisé pour comparer les isolants sur cet aspect. Il s’agit de rechercher des valeurs élevées en Kg/m3.
- Bilan choix des matérieux
Légende des caractéristiques :
- Le polyuréthane, bien que très cher ne possède qu’une appréciation négative et non pas très négative sur le prix car il offre des propriétés isolantes intéressantes avec de faibles épaisseurs. Cela peut présenter un intérêt dans certains cas, comme l’isolation du plancher par exemple.
- La botte de paille possède les meilleures appréciations globales, mais son approvisionnement est limité à des filières locales encore peu généralisées, mais en forte expansion.
Faut-il mettre du triple vitrage au sud ?
Pertes de chaleur
Un triple vitrage est plus isolant qu’un double vitrage, c’est indéniable. La déperdition thermique de chaleur sera donc moins importante avec un triple vitrage qu’avec un double quelque soit son orientation. Le Uw d’un triple vitrage est meilleur qu’un double.
Gain de chaleur
Les vitrages au sud ont également pour fonction de laisser passer les rayons lumineux pour qu’ils chauffent le logement, ce sont les apports passifs. Il est fréquent d’entendre que le triple vitrage laisserait moins passer les rayons lumineux et donc permettrait de moins bénéficier des apports passifs. Ainsi, il ne serait pas souhaitable de les installer au sud. Dans ce cas, il faut prendre en compte le facteur solaire du vitrage, c’est à dire sa capacité à laisser passer de l’énergie lumineuse. Certains triple vitrage ont un facteur solaire identique à un double vitrage, approchant 60%, c’est à dire que le vitrage laisse passer 60 % de l’énergie lumineuse. Ce facteur solaire est noté ainsi : g = 0,6 ou FS=0,6 ou SC = 0,6.
Sur le plan thermique la réponse est donc oui. Sur le plan financier, il convient d’évaluer le surcoût du triple vitrage par rapport au double. Sur le plan technique, le poids du triple vitrage peut parfois constituer une problématique supplémentaire sur certain chantier, notamment en rénovation.
Faut-il isoler le plancher bas au même niveau que les murs donnant sur l’extérieur ?
Concernant un plancher bas sur vide sanitaire la réponse est oui. En effet, cette paroi donne sur l’extérieur. Souvent très ventilé (et cela vaut mieux), le plancher bas peut constituer une déperdition thermique notable. Elle est de l’ordre de 10 à 40 % des déperditions totales dans un logement correctement isolé par ailleurs.
Concernant un plancher bas sur terre plein reposant à même la terre, la réglementation préconise alors la pose d’un isolant périphérique pour limiter les déperditions par le pont thermique. Néanmoins au cœur de l’hiver le sol en surface, ou même à 20 / 30 cm de profondeur, est très froid. Selon les régions il peut même atteindre des températures négatives.
Ainsi, pour un plancher à température ambiante à 19°C, passer de la résistance thermique minimale imposée par la réglementation à la valeur cible pour un bâtiment performant permet d’économiser 270€ par an.
La même compararison pour un plancher chauffant (à 28°C) sur terre plein permet d’économiser 404€.
Ces calculs sont détaillés dans ce document.
- calcul_isolation_plancher.pdf
- (PDF - 371.6 ko)
Concernant l’aspect thermique, la réponse est donc oui, il est important d’isoler le plancher bas au même niveau que les murs.
Concernant l’aspect économique, les gains sont importants. Il convient donc de comparer les gains par rapport au surcoût engendré par la solution optimale. Le surcoût se justifie (certainement dans la plupart des cas) grâce à un temps de retour assez court (surtout si l’on applique une augmentation annuelle du prix de l’énergie).
Concernant l’aspect technique, il est assez compliqué de trouver des solutions permettant d’intégrer une forte épaisseur d’isolant sur un terre plein. C’est pourquoi, dans la construction neuve, la réalisation de vide sanitaire est souvent préférée. En rénovation, il sera opportun de poser une épaisseur maximale d’isolant.
La question de l’inertie ?
En été, un plancher en terre plein offrira plus de fraicheur en étant en contact direct avec le sol, bien plus frais que l’air extérieur. Un plancher isolé, s’il est correctement épargné par le rayonnement solaire direct, restera néanmoins frais, au même titre que les murs extérieurs. Ce potentiel bénéfice en confort d’été ne semble pas pouvoir compenser des gains thermiques importants en hiver. C’est pourquoi il paraît essentiel d’isoler les plancher bas au même niveau que les murs donnant sur l’extérieur.
