Isolation d'un bâtiment et économie d'énergie

Demande-t-on à une nouvelle literie d’être «rentable» ? Non, on lui demande juste d’être confortable. En matière d’économie d’énergie, on se raccroche encore à des chimères bardées de tableaux de chiffres, d’incitations fiscales et de retour sur investissement, à venir un jour plus ou moins lointain. Alors oui, isoler un bâtiment, individuel ou collectif, c’est cher. Oui, le gain espéré sur la facture n’est jamais à la hauteur des attentes. Oui, trouver le bon interlocuteur et mener à bien les travaux dans un délai raisonnable est très compliqué. Les nouvelles règles de la rénovation, énergétique en particulier, imposent donc de changer de raisonnement.

Ainsi, la question de la nécessité d’isoler ne se pose même pas. Car, depuis toujours, l’espèce humaine cherche à se protéger des excès climatiques et des intempéries en se construisant des abris. C’est l’une de ses particularités, qui n’est pas universelle dans le règne animal.
- Ce qui change et évolue au fil de l’Histoire, ce sont les techniques, le savoir-faire et l’évolution des connaissances.
- La notion d’économie d’énergie est bien plus récente. Jusque dans les années 60 - 70 du siècle dernier, l’énergie d’usage d’un logement servait à équilibrer le confort. D’abord limité à la flamme du foyer, ce besoin – ou envie – de confort s’est étendu et la consommation d’énergie avec. Tout cela aurait pu continuer sans entrave s’il n’y avait eu les chocs pétroliers de 1973 et les différentes crises qui ont suivi, dont celle des bouleversements climatiques.

Réfléchir dans un monde fini

Désormais, la perception de l’énergie est passée d’une ressource inépuisable à un élément stratégique limité disponible en quantité insuffisante.
En conséquence, l’acte de construire doit intégrer cette évolution récente. Produire une enveloppe doit répondre, d’abord, à son objectif premier qui est de protéger ses occupants, en intégrant un nouvel objectif qui est de le faire avec le moins d’énergie possible.
Et ce raisonnement concerne également l’acte de construire lui-même, en recourant à des techniques et des matériaux peu gourmands en énergie pour leur mise en œuvre ou leur fabrication.
Dans le neuf, ce nouveau paradigme est appliqué strictement par la Réglementation Environnementale (RE 2020).
En rénovation, cela reste une démarche volontaire mais les incitations sont de plus en plus insistantes (DPE, obligation d’isolation des façades, interdiction de louer, etc.).

... et anticiper l'avenir

Isoler l’enveloppe d’un bâtiment est donc, désormais, une évidence au même titre que de le rendre étanche à la pluie ou de l’empêcher de s’écrouler. Cette nécessité s’applique tout autant aux bâtiments existants. La difficulté est de pouvoir anticiper l’avenir.
En effet, même le GIEC s’étonne de la rapidité avec laquelle ses prévisions se réalisent. La tendance est aux aléas climatiques extrêmes et au réchauffement global. Dans ce cadre, lutter exclusivement contre le froid est déjà obsolète. En effet, quelles seront l’intensité et la fréquence des canicules dans 20 ou 30 ans ?
Il faut donc que les travaux d’isolation en rénovation concernent tout autant l’été que l’hiver. Ce raisonnement est valable pour tous, même pour les plus indécrottables climatosceptiques : c’est toujours plus agréable de passer l’été au frais, en limitant le recours à la clim’, plutôt que de cuire comme une pomme vapeur.

Les données de l’équation sont désormais établies : L’isolation thermique en rénovation doit être performante toute l’année, grâce à des matériaux efficaces et durables, peu gourmands en énergie pour leur fabrication et mis en place sans difficulté ni recours à des engins lourds ou des techniques dispendieuses en énergie.

Quelle performance thermique retenir ?

La première inconnue de l’équation, la performance, tient dans les caractéristiques techniques du matériau isolant utilisé. Une faible conductivité thermique est la principale. Si la chaleur ne parvient pas à traverser le matériau, il est isolant. Et plus il est épais, plus il est efficace. Cette valeur est suffisante pour le confort d’hiver, quel que soit le mode de pose.
Pour l’été, c’est plus compliqué parce qu’il faut tenir compte de la diffusivité, c’est-à-dire la vitesse de transmission des flux de chaleur au travers d’un matériau, et de l’effusivité, l’inverse, c’est-à-dire la capacité à émettre ou absorber de l’énergie.
Une diffusivité faible permet de lisser les chocs thermiques de l’été. Le matériau chauffe d’un côté pendant la journée et la chaleur débouche de l’autre côté quelques heures plus tard, pendant la nuit.
Une effusivité élevée permet d’absorber un excès de chaleur dans l’air intérieur et de le restituer dès que l’ambiance rafraîchit. Le béton, la brique ou la pierre ont des coefficients d’effusivité élevés.
En résumé, une paroi doit présenter une faible conductivité thermique générale, une faible diffusivité côté extérieur et une forte effusivité côté intérieur.

La bonne recette

Dans le neuf, différents procédés permettent d’obtenir une façade présentant ces caractéristiques. Mais, en rénovation, il n’y en a qu’une à l’heure actuelle. C’est l’isolation thermique par l’extérieur (ITE). Ce concept s’applique au toit comme aux façades, et même aux planchers bas sur vide sanitaire.
- Côté intérieur l’effusivité de la maçonnerie contribue à maintenir une ambiance fraîche en été, sans effet de paroi froide en hiver.
- Côté extérieur, l’épaisseur d’isolant et sa diffusivité faible encaisse les variations de température et en communique peu à la maçonnerie, été comme hiver.
- Mises à part ses capacités d’isolation thermique – la fameuse résistance thermique R – la nature de l’isolant choisi influe bien moins que sa disposition par rapport à la maçonnerie. Pour préserver le confort d’été, et la fraîcheur intérieure, au moins nocturne, l’isolant doit être placé à l’extérieur, quel qu’il soit.
- L’efficacité du procédé est renforcée si l’isolant extérieur est lui-même protégé des chocs thermiques directs. A ce jour, la solution la plus répandue et la plus efficace est le bardage rapporté sur lame d’air ventilée. C’est lui qui chauffe et le courant d’air à l’arrière évacue la chaleur par effet de cheminée avant qu’elle ne soit transmise à l’isolant. Là encore, la nature du bardage importe peu s’il est bien séparé de l’isolant par une lame d’air.

Avec quoi isoler ?

Il est donc possible de choisir n’importe quel isolant pour peu que son épaisseur lui permette d’atteindre une résistance thermique R la plus élevée possible. Quelle valeur faut-il pour une façade ou un toit ? C’est aux logiciels de calcul de répondre tant les paramètres sont nombreux. Il existe des outils d’aide à la décision disponibles en ligne.
Tous les autres critères de choix sont secondaires par rapport à cette performance thermique. Mais ils sont importants. Il faut surtout comparer la facilité de pose et la durabilité dans le cadre d’une ITE. Le prix de revient au mètre carré, à performance thermique égale, est important, surtout que les surfaces à couvrir sont toujours conséquentes. Ensuite, d’autres éléments peuvent être considérés comme le mode de fabrication du matériau, son origine, son impact carbone, etc. Le tout est pris en compte dans son ACV (Analyse du Cycle de Vie).

En passant par la fenêtre

Isoler l’enveloppe du bâtiment passe aussi par ses ouvertures, fenêtres, porte et portes-fenêtres. Le traitement «hiver» passe par le meilleur du vitrage isolant, double ou triple, ITR, warm edge, faiblement émissif, etc. La cause est entendue. Il en faudra toujours plus pour espérer approcher les capacités d’isolation thermique d’une paroi opaque. Au passage, percer des fenêtres super isolantes pour loger une entrée d’air de VMC simple flux est une aberration. Une fois encore, le matériau importe peu sauf pour des critères secondaires comme l’impact carbone de la fabrication.
Le traitement «été» est plus divers. Il faut d’abord conserver la possibilité d’ouvrir pour la ventilation nocturne, même si c’est seulement en partie haute (fenêtre à soufflet, oscillo-battante, …). Une autre solution pour prévenir les intrusions éventuelles est de compléter la menuiserie par une grille de protection extérieure.
Le volet est un autre élément indispensable pour la limitation des surchauffes car, fermé voire seulement entrebâillé, il laisse la chaleur dehors. Comme pour le reste, peu importe le modèle ou le matériau, il faut surtout qu’il y en ait un devant chaque ouverture vitrée. ´ Cette protection estivale passe aussi par les protections solaires extérieures.
La porte-fenêtre coulissante pose problème. Il faut un dispositif spécial pour assurer son étanchéité à l’air et garantir sa durabilité dans le temps. Sa surface vitrée importante pénalise le bilan thermique en été comme en hiver. Sans compter sa faiblesse structurelle vis-à-vis des risques d’effraction. Mais qui est disposé, en rénovation, à lui substituer un mur ?

Une bonne disposition

Choisir une bonne fenêtre, c’est bien. La poser correctement, c’est mieux. La remarque est aussi valable pour les portes. Car l’emplacement de la fenêtre dans l’épaisseur de la paroi dépend désormais de la disposition de l’isolant.
D’abord, c’est évident, la fenêtre doit être fixée à la maçonnerie ou à la structure de la paroi et pas dans l’isolant. Ensuite, en ITE, sont privilégiées les poses en tunnel, au nu extérieur voire en applique, par l’intermédiaire de pattes de fixation ou d’un précadre. En procédant ainsi, les ponts thermiques, de vapeur et l’étanchéité à l’air sont préservés au niveau des interfaces maçonnerie/menuiserie.
En rénovation, le recours aux précadres ou aux pattes impose la mise en place des nouvelles menuiseries en même temps que l’ITE. Le nu extérieur permet l’installation des fenêtres avant la réalisation de l’ITE. L’inverse pose de fréquents problèmes de malfaçons au niveau de la liaison.