Face à l’urgence climatique, notre responsabilité est engagée à réduire la consommation d’énergie. Le chauffage des bâtiments représente une part très importante des consommations en énergie des pays se situant dans des zones climatiques tempérées.
Accompagné par une hausse sensible des coûts de l’énergie et par l’incitation à travers des programmes de subventionnement, les réglementations exigent des performances de plus en plus élevées en matière de production de chaud/froid et d’isolation thermique.
Opter pour une isolation thermique performante, en nouvelle construction comme en rénovation, permet de contribuer à diminuer les émissions de gaz à effet de serre tout en bénéficiant d’avantages financiers par la réduction des frais fixes. Les coûts d’investissement peuvent, selon les cas, être compensés par des subventions et déductions d’impôts.
Enjeux physiques
Une isolation thermique performante peut notablement contribuer à la sensation de confort et améliorer la qualité du climat intérieur. La réussite de tout projet de sa mise en œuvre dépend cependant de la considération de nombreux facteurs, notamment ceux de la maitrise de l’hygrométrie et de l’inertie thermique.
L’absence d’une analyse préalable des phénomènes physiques qui se produisent dans les façades peut conduire à des désordres qui, non seulement, diminuent l’efficacité, mais peuvent aussi détériorer les matériaux, produire de la moisissure et conduire à un environnement intérieur malsain.
L’analyse des phénomènes de condensation, mais aussi le choix judicieux des matériaux en contact avec l’air intérieur, sont les clefs d’une bonne régulation de l’hygrométrie et de la température ressentie, essentielles au confort.
enjeux architecturaux - Une forte épaisseur
La bonne performance thermique de l’enveloppe exige de fortes épaisseurs en matériaux isolants, le bon ordre de leur pose et le traitement adéquat des jonctions avec d’autres éléments de l’enveloppe.
Dans le cadre de rénovations énergétiques, d’autant plus s’il s’agit de bâtisses dont les façades ont une certaine valeur patrimoniale et un aspect que l’on voudrait respecter, la mise en œuvre d’une isolation performante demande une analyse approfondie des solutions potentielles.
La mise en œuvre de la surépaisseur engendre l’adaptation de nombreux éléments, notamment des baies et huisserie (cadres des portes et fenêtres). Les jonctions avec les éléments adjacents à l’enveloppe doivent éviter autant que possible l’apparition de ponts thermiques. Non seulement la performance et la prévention de désordres sont déterminées de façon significative par l’étude des détails de liaison, mais aussi l’aspect soigné de l’ouvrage fini ainsi que sa durabilité.
Ponts thermiques
Les ponts thermiques, ce sont les « ponts » qui permettent à la chaleur de traverser aisément l’isolation de l’enveloppe. Ce sont donc des points faibles dans l’isolation. L’exemple le plus classique est donné par un plancher béton qui traverserait une isolation appliquée à l’intérieur d’une paroi de l’enveloppe pour prendre appui sur cette dernière.
Ici, le pont est constitué par le plancher en contact direct avec le mur grâce auquel la chaleur peut contourner l’isolant et s’échapper en quantité vers l’extérieur.
Hormis les déperditions, ces ponts peuvent avoir d’autres conséquences comme la formation de fissures due aux gradients de température à l’intérieur de matériaux rigides en façade (enduits ciment par exemple), ou la condensation sur les surfaces froides à l’intérieur, favorable à la formation de moisissures.
Réduction des ponts thermiques par l'isolation par l’extérieur
La réduction du nombre de ponts thermiques est l’une des raisons pour lesquelles une isolation thermique par l’extérieur est plus performante. Les liaisons entre l’enveloppe et les éléments intérieurs, tels que planchers, murs de refend[1] ou cloisons n’ont alors plus d’incidence sur l’isolation. Hormis les embrasures qui sont concernées dans les deux cas, ce sont ici les éléments extérieurs moins présents, tels que les balcons, qui nécessitent une attention particulière pour éliminer ou réduire l’importance des ponts thermiques.
Mobilisation de l’inertie thermique des parois
L’autre argument majeur en faveur de l’isolation par l’extérieur est donné par la considération de l’inertie thermique. Les matériaux en contact avec l’air intérieur contribuent à la fois à la régulation de l’hygrométrie et de la température. En outre, ils influent sensiblement sur la sensation de confort grâce à l’absence de « l’effet de façade froide ».
Lorsqu’on pose un isolant depuis l’intérieur, on se prive de la contribution à la régulation de la masse de la façade. On parle alors de « paroi froide ». Elle ne peut plus absorber des excès de chaleur et ensuite les restituer à la pièce. Si l’isolant mis en œuvre est de faible densité (capacité thermique volumique faible) et à peine recouvert par une mince plaque de plâtre, alors l’inertie mobilisable est très faible. La pièce se chauffe donc très rapidement en cas d’apport de chaleur – par l’extérieur – et se refroidit aussi très vite dès que les apports cessent.
Le confort est assuré si l’on dispose de la bonne quantité de masse contributrice à l’inertie thermique combinée à la bonne quantité de surfaces d’échange thermique. On peut ainsi garantir la stabilité de la température intérieure.
C’est aussi cette inertie qui permet de tirer le meilleur bénéfice des apports solaires naturels ou encore d’ouvrir les fenêtres en hiver pour ventiler quelques minutes sans que la pièce ne se refroidisse immédiatement. Comme les parois continuent à émettre de la chaleur emmagasinée, très rapidement après qu’on referme la fenêtre, la pièce retrouve sa température de confort.
La bonne hygrométrie
Comme pour la régulation de la température, l’enveloppe du bâtiment contribue à la régulation de l’hygrométrie si elle est apte à emmagasiner la vapeur d’eau excédentaire, à la restituer lorsque l’humidité relative intérieure chute et à évacuer l’excédent vers l’extérieur.
La régulation de l’hygrométrie peut être entravée par une isolation intérieure mais ce n’est pas nécessairement le cas. A la fois les matériaux constitutifs de la paroi que le choix du complexe isolant sont déterminants. Certains isolants, notamment les isolants naturels, offrent de bonnes performances. C’est à considérer au cas par cas.
D’une façon générale, les enveloppes perméables à la vapeur d’eau sont considérées comme plus saines. La perméabilité des couches doit être croissante de l’intérieur vers l’extérieur afin de favoriser l’évacuation.
Il est à noter aussi que le choix des matériaux de revêtement extérieur peut avoir une incidence non négligeable sur le confort d’été. Un matériau qui est perméable peut emmagasiner l’humidité de la nuit et la restituer pendant la journée chaude. Telle la transpiration des êtres vivants, l’évaporation refroidit la paroi alors qu’elle est chauffée par l’air ambiant ou le soleil. En hiver, ce phénomène est fortement réduit sachant qu’il dépend de la chaleur apportée par l’extérieur.
Le choix du bon dispositif d’isolation de l’enveloppe dépend de très nombreux facteurs. Les risques et les bénéfices inhérents aux différentes solutions et leur mise en œuvre doivent être soigneusement considérés.
Un·e architect·e qualifié·e accompagné·e par un·e physicien·ne du bâtiment saura apporter la solution optimale à chaque cas particulier, que ce soit dans le cadre d’une construction ou d’une rénovation thermique.
· Les mesures d’économie d’énergie éligibles aux subventions en Suisse (un site des EKZ) :
-> https://www.francsenergie.ch/fr/programmes-de-subvention
· Les programmes autour de la rénovation énergétique présentés par l’OFEV et l’OFEN :
-> https://www.leprogrammebatiments.ch/fr/
· Programmes de subventions de l’état de Vaud :
-> https://www.vd.ch/themes/environnement/energie/subventions-programme-batiments/
