Doublage, étanchéité et isolation avec VBS bâtiment

Isolation du plancher

Le contact avec le sol est source de déperditions thermiques importantes. Une chappe de béton recouverte d'un carrelage, d'un revêtement de sol PVC ou de moquette ne présente qu'une isolation minime. S'il existe une sous-sol non-chauffé tel qu'une cave accessible, la pose d'un isolant est simple. Il peut s'agir de panneaux de laine minérale (laine de verre ou de roche), de polystyrène ou de polyuréthane posés sur le plafond de la cave. Si le sous-sol est plus difficilement accessible tel qu'un vide sanitaire, on peut envisager la projection de polystyrène ou de polyuréthane pour former une couche isolante. En cas d'impossibilité complète d'accéder au sous-sol, il est nécessaire alors d'isoler par l'intérieur en surélevant le sol actuel pour intégrer en dessous une couche d'isolant.

Isolation des murs verticaux

L'isolation des murs verticaux est généralement réalisée en même temps qu'un ravalement. En France, cette opération est même obligatoire (sauf cas spécifiques) : on réalise alors une isolation par l'extérieur. L'avantage de cette technique est qu'elle n'entraîne aucune perte de superficie habitable : la paroi extérieure devient plus épaisse en intégrant un isolant.

Isolation de la toiture

La toiture peut être isolée soit de l'extérieur par surélévation, soit à l'intérieur sous rampants en ajoutant une couche d'isolant. Le choix est déterminé en fonction de l'usage que l'on souhaite faire des combles. Si les combles sont aménagés, une isolation par l'extérieur permet de maximiser la hauteur sous plafond. Si les combles ne sont pas aménagés, la pose d'un isolant sous-toiture peut être réalisée. Il est possible aussi d'opter pour l'isolation du plancher du comble en projetant en vrac un isolant par une machine. Cette technique est assez rapide et peu coûteuse.

Priorités d'isolation

Chaque bâtiment est unique mais en règle générale il est conseillé d'isoler en priorité les parois selon cet ordre :

d'abord la toiture qui représente la majorité des pertes thermiques si elle n'est pas isolée (~30-40% des pertes) ;
ensuite les murs extérieurs (~30-40% des pertes)
ensuite le plancher au sol (~10-20% des pertes)
et enfin les fenêtres et les portes (~10-15% des pertes)

Isolants

Notons que si R est multiplié par 2 (lambda divisé par 2 à épaisseur égale), cela divise par 2 les coût de chauffage (ou de climatisation) induits par les pertes thermiques de la paroi. Le meilleur isolant est l'air, ainsi en régle général plus un matériau d'isolation contient de l'air, plus ses performances isolantes sont élevées.

Laines minérales (tous très résistants au feu)

Laine de verre ((lambda) = 0,035)
Laine de roche ((lambda) = 0,035)
Roches volcaniques

Vermiculite ((lambda) = 0,050)
Perlite exfoliée (roche volcanique silicieuse) ((lambda) = 0,050)

Isolants d'origine animale

Laine de mouton ((lambda) = 0,040)

Isolants d'origine végétale

Ouate de cellulose ((lambda) = 0,040)
Laine de lin ((lambda) = 0,040)
Laine de chanvre ((lambda) = 0,044)
Laine de coco ((lambda) = 0,044)
Laine de bois ((lambda) = 0,050)
Liège ((lambda) = 0,040)

Isolants de synthèse

Polystyrène ((lambda) = 0,035)
Polyuréthane ((lambda) = 0,025)
Aérogel (gel solide piégant de l'air) ; il s'agit du meilleur isolant connu ((lambda) = 0,015) mais qui reste extrêmement coûteux à fabriquer

Le choix d'un matériau isolant est important mais la mise en œuvre de celui-ci est primordiale. Une mauvaise installation de l'isolation peut conduire à l'apparition de ponts thermiques, zones de jonction entre différents matériaux qui reste mal isolée et qui dégrade les performances globales d'isolation de l'habitation.

On mesure la capacité d'un matériau à conduire la chaleur par sa conductivité thermique. Les meilleurs conducteurs thermiques sont les dérivés du carbone (graphène, diamant) et les métaux ; par exemple le zinc présente une conductivité thermique de (lambda) = 116 W/K/m à 20C. L'isolation thermique sous une toiture en zinc est donc incontournable. Le béton est plus de 100 fois moins conducteur de chaleur que le zinc : (lambda) = 0,92 W/K/m mais cela reste encore important.

Nous pouvons calculer à partir de la conductivité thermique (lambda) la résistance thermique R prenant en considération l'épaisseur du matériau : R = epaisseur / (lambda). La résistance thermique s'exprime en K.m2/W. Pour simplifier, la résistance quantifie le pouvoir que possède la matériau à s'opposer au transfert de chaleur. Si l'on reprend l'exemple du béton, pour un mur de béton de 30 cm d'épaisseur, R = 0,30 / 0,92 = 0,32 K.m2/W. C'est une résistance qui demeure faible.

Par exemple, si vous vivez dans un cube de 10 mètres de côté avec 6 parois en bétons de 30 centimètres d'épaisseur sans mitoyenneté (soit une surface de parois donnant sur l'extérieur de S = 6 * 10 * 10 = 600 m2), votre habitation perdra S/R = 600 / 0,32 = 1875 W/K. Cela signifie que pour chaque degré de différence entre la température intérieure et extérieure, les parois en béton laisseront s'échapper une puissance thermique de 1875 W. Ainsi s'il fait 20C à l'intérieur du cube et 0C à l'extérieur, il faudra mettre en place un système de chauffage d'une puissance de 1875 * 20 = 37 500 W pour maintenir une température à l'intérieur de 20C (pour compenser les pertes thermiques). Avec un chauffage électrique (en supposant un coût de 0,17€ par KWh), cela représente un coût horaire de 6,38 € (coût journalier de plus de 150 €) !

Supposons maintenant que nous isolions le cube de béton avec une épaisseur de 30 cm de laine minérale (laine de verre ou de roche). Cette isolation peut être réalisée à l'extérieur ou à l'intérieur. En cas d'isolation par l'intérieur, nous perdons un volume intérieur de 10^3 - (10-0,6)^3 = 600 * 0,3 = 169,42 m3 soit environ 17% du volume total de 1000 m3 (ce qui n'est pas négligeable). Les meilleures laines de roche présentent une conductivité thermique (lambda) = 0,035 W/K/m, soit R = 0,30 / 0,035 = 8,57 K.m2/W. La résistance thermique de la paroi passe donc de R = 0,32 K.m2/W à R = 8,57 K.m2/W, soit une multiplication par un facteur 26 et donc une division par 26 des frais de chauffage (5,7€/jour au lieu de 150€/jour).

Les laines minérales sont les isolants les plus couramment utilisés car ils ne craignent ni l'eau ni le feu. Ils sont légers ce qui est à la fois un avantage et un inconvénient : cela facilite la pose mais l'isolant offre peu d'inertie thermique, i.e. il stocke peu de chaleur. Un isolant avec une bonne inertie thermique peut être intéressant en été car cela permet une protection contre la chaleur en journée avec une restitution de cette chaleur la nuit.

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