Isoler… c’est bien, mais ça veut dire quoi précisément?  Quels matériaux, quelle épaisseur, quelle performance ? Cet article est le premier d’une série sur l’isolation (voir les parties 2 et 3.

En premier lieu : comment ça fonctionne ?

Dans les articles sur les transferts thermiques, nous avons vu l’importance de ces derniers pour votre logement. L’isolation, c’est essayer de maîtriser ces transferts thermiques afin de minimiser les factures de chauffage.

Qu’est ce qu’un isolant thermique

Chaque matériau a des propriétés thermiques différentes. Certains sont bons conducteurs comme les métaux. D’autres sont des isolants comme la laine de verre.

On voit sur l’image que les métaux sont de très bons conducteurs thermiques. Plus intéressants dans le cadre du logement, les matériaux de maçonnerie conduisent aussi assez bien la chaleur.

On peut ensuite citer les matériaux isolants que l’on retrouve dans le tableau suivant.

Source : www.consommerdurable.com

Enfin, pour aller plus loin, voici la conductivité thermique de l’air sec immobile : 0.026 W/m².°C : c’est inférieur aux meilleurs isolants. Attention, l’air doit être sec (l’humidité amoindrira la qualité isolante de l’air)  et immobile car dès qu’il est en mouvement l’air transportera la chaleur par convection.

Au final, le principe des matériaux isolants est de piéger de l’air en leur sein : les laines de verre ou de roches ne sont que des matrices creuses qui permettent de garder l’air immobile. De même, le principe du béton cellulaire est d’incorporer des micro bulles d’air à l’intérieur des matériaux.

Il faut bien se rendre compte que mis à part le vide (et dans le noir pour éviter les transferts par rayonnement), aucun matériau n’est un isolant parfait. D’autre part, les meilleurs isolants ne sont pas de bons matériaux de construction. Il faudra donc faire des choix et des compromis pour limiter au maximum les pertes de chaleur de votre logement en hiver (et les gains de chaleur en été dans les zones plus chaudes).

Isoler pour retenir la chaleur (ou la fraicheur) dans votre logement

Isoler un logement, c’est donc empêcher que la chaleur ne le quitte quand il fait froid, ou n’entre quand il fait très chaud.

Importance du matériau

Le choix des matériaux est important, il y a une multitude de solutions, mais comment savoir ce qui est efficace ? (voir aussi l’article sur la conduction thermique)

Déjà, il y a 3 types de matériaux :

• Les matériaux porteurs mais non isolants : parpaings, béton, briques classiques, pierres…
• Les matériaux isolants mais non porteurs : laine de verre, ouate de cellulose…
• Les matériaux isolants et porteurs : béton cellulaire, bois, briques alvéolées.

Les deux premiers types matériaux vont de pair, le troisième est à part. En effet, si on veut avoir un logement isolé, il faut à la fois qu’il y ait une structure porteuse et isolante. On aura donc deux choix :

• Mettre un matériau porteur non isolant + de l’isolation.
• Mettre un matériau unique qui soit porteur et isolant.

Le choix n’est pas tranché, l’important est de trouver la meilleure efficacité dans votre cas.

Importance de l’épaisseur

Dans l’article sur la conduction thermique, nous avons vu que si la conductivité thermique du matériau est importante, l’épaisseur de l’isolant l’est aussi.

Il faudra donc être vigilant pour trouver le bon équilibre entre des murs de 2m de large et des murs non isolés.

Des exemples de calculs

Pour être plus concret, regardons quelques exemples de calculs.

Dans l’article sur la conductivité thermique, nous avions vu que le calcul de base était la résistance  thermique (R) d’un mur. Plus elle est élevée, plus la qualité thermique du mur est grande.

Le calcul très simple est le suivant : R=e/λ

e : épaisseur du mur

λ : conductivité du matériaux

Le calcul montre que plus le mur est épais, plus il est isolé. Moins le matériau du mur est conducteur, plus le mur est isolé.

Lorsqu’il y a plusieurs matériaux dans le mur, il suffit d’additionner les résistances thermiques de chaque matériau,  pris un par un.

• Cas courant dans la construction classique : mur en parpaing de 20 cm + 5 cm de polystyrène.

Parpaing : λ = 0.9

Polystyrène : λ = 0.036

Calcul de R : R = R (parpaing) + R (polystyrène) = 0.2/0.9 + 0.05/0.036 = 0.22 + 1.38 = 1.60

Pour le mur en parpaing avec 5 cm de polystyrène, la résistance thermique R est de 1.60.

• Cas courant dans la construction moderne : mur en brique alvéolées de 40 cm

Brique alvéolée : λ = 0.15

Calcul de R : R = 0.4/0.15 = 2.60

Pour le mur en brique alvéolée (dit  « monomur »), la résistance thermique R est de 2.60 ! Ainsi par ce procédé, on a fortement augmenté la qualité isolante… Sans mettre de matériau isolant !

• Mur d’une maison passive ossature bois : panneau de bois (1cm) – caissons ossature bois remplis de ouate de cellulose (36 cm) – Panneau de bois (1cm) – Isolation extérieur laine de bois (4cm)

Panneaux de bois : λ = 0.13

Caissons porteurs structure bois remplis de ouate de cellulose : λ = 0.04

Laine de bois : λ = 0.042

Calcul de R : R = 0.01/0.13 (panneau de bois) + 0.36/0.04 (ossature bois + ouate de cellulose) + 0.01/0.17 (2^nd panneau de bois) + 0.04/0.042 (laine de bois) = 10,1.

La résistance thermique R de cette maison basse consommation est de 10.1. Elle est six fois mieux isolée qu’une maison classique ! Pour une épaisseur de mur seulement deux fois supérieure.

Évidemment, une telle isolation peut revenir chère. En rénovation, Olivier Sidler (grand spécialiste en la matière) préconise un R de 4,7.

Le déphasage de l’onde thermique ?

Inconnu du grand public, le déphasage thermique est un élément important à prendre en compte.

Qu’est ce que c’est ?

Dans la journée, le soleil chauffe la partie extérieure du mur. Ensuite, cette chaleur va traverser le mur plus ou moins vite selon l’épaisseur et les matériaux utilisés. Par conséquent, si la paroi extérieure est celle qui a la température la plus élevée au moment ou le soleil chauffe le plus, la paroi intérieure du logement se réchauffera  un peu plus tard.

Quelle conséquence ?

Par exemple, s’il fait beau mais froid : dans la journée, le soleil chauffe le logement par les vitres et l’extérieur des murs. En utilisant un mur bien calibré, il est possible que dans la nuit, le soleil vous chauffe encore ! En effet, si la chaleur du soleil met 12 heures à traverser le mur, elle arrive dans votre logement en pleine nuit ! Encore un joli gain sur les besoins en chauffage.

A ce petit jeu, en fonction de votre région et de l’exposition de votre logement, un choix judicieux des matériaux sera nécessaire.

Conclusion

L’isolation permet d’atténuer les fuites thermiques de votre maison, mais aussi de permettre aux apports solaires d’arriver dans votre logement la nuit par un déphasage.

L’isolation demande une attention très particulière sur le choix des matériaux et des épaisseurs selon votre logement (neuf ou ancien, maison ou appartement, procédés de construction…) et votre région. Nous verrons dans les prochains articles les différents isolants et je donnerai quelques éléments pour vous aider à faire votre choix.

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