Déterminer les performances attendue l'isolant thermique (et de la paroi dont il fait partie intégrante)

Il est rare qu'un isolant thermique ne soit soumis à aucune autre exigence que sa bonne performance sur le plan thermique. Dans le domaine de la physique du bâtiment, la question de la migration de la vapeur d'eau est importante et doit être considérée au travers de l'ensemble du complexe dont l'isolant thermique fait partie. En termes de résistance mécanique, selon la localisation précise de l'isolant, celui-ci peut être soumis à des forces de compression : il devra donc pouvoir y résister. La performance acoustique et la résistance au feu peuvent également intervenir comme élément de choix.

La résistance thermique de la paroi

Tout matériau appartenant à la catégorie de produits des isolants thermiques est par définition doté d'une performance élevée en matière d'isolation. Néanmoins, les valeurs de conductivité thermique λ varient, et la palette de choix est large.

S'il existe, au sein du projet, une contrainte induisant une limitation de l'épaisseur de l'isolant, le choix se portera sur un produit doté d'une excellente capacité d'isolation, afin de pouvoir atteindre une résistance thermique élevée. Néanmoins, il convient de préciser que même à faible épaisseur, plusieurs options existent, dont des matériaux à faible impact environnemental.

Lorsqu'aucune contrainte limitant l'épaisseur de l'isolant n'existe, le choix se basera sur un outil d'aide au choix tel un système de classification ou une analyse du cycle de vie à l'échelle de l'élément de construction (voir dossier Cycle de vie de la matière: analyse, sources d'information et outils d'aide au choix ). Ces outils prennent en compte la quantité de matière nécessaire afin d'atteindre une résistance thermique donnée, et comparent les matériaux à performance thermique totale égale et selon l'application.

L'inertie thermique de la paroi

L'inertie thermique élevée d'un élément de construction améliore considérablement le confort thermique en période estivale, grâce au déphasage de la transmission de la chaleur au travers de la paroi (par accumulation progressive puis restitution lente de la chaleur accumulée). Voir dossier Assurer le confort thermique .

Un isolant thermique à haute densité peut contribuer de façon significative à l'inertie thermique d'une paroi, particulièrement en présence de structures métalliques ou en bois (ossature et charpente). Lorsque les éléments de structure sont de nature massive (béton, élément massifs maçonnés ou collés), la contribution de l'isolant thermique à l'inertie de la paroi dans son ensemble est souvent négligeable.

La chaleur spécifique est une grandeur indicative du potentiel d'un matériau de construction en termes d'inertie. Elle est utilisée, avec la masse volumique du matériau, son épaisseur active et sa surface, dans le calcul (complexe) de l'inertie. Voir dossier Assurer une grande inertie thermique .

La perméabilité à la vapeur d'eau

Au niveau de l'enveloppe du bâtiment, les isolants thermiques sont une des composantes d'une paroi du bâtiment. Il peut s'agir d'une dalle de sol, d'un plancher ou d'une dalle intermédiaire, d'une toiture ou d'un élément de façade. La migration de la vapeur d'eau générée à l'intérieur du bâtiment (par la respiration des occupants et par les activités que ceux-ci y exercent) se fait au travers de l'ensemble du complexe d'enveloppe, composé de plusieurs couches dont celle matérialisée par l'isolant thermique. La vapeur d'eau migre de l'intérieur vers l'extérieur du bâtiment en traversant ces différentes couches. Il importe de respecter le principe d'une perméabilité à la vapeur d'eau qui augmente au fur et à mesure que les couches de matériaux sont situées vers le côté extérieur du complexe (voir dossier Assurer le confort respiratoire au sein du bâtiment durable ). De ce fait, le choix d'un isolant thermique doit également se baser sur sa valeur µ, tout en étudiant l'ensemble de l'élément dont l'isolant thermique fait partie.

La résistance à la compression

Selon où l'isolant est positionné au sein de l'élément de construction dont il fait partie, il peut être amené à résister à la compression (ex. isolation sur dalle de sol, isolation sous dalle de sol avec capacité portante, isolation au-dessus de la structure d'une toiture plate). En règle, si l'isolant thermique est amené à supporter des charges (soient-elles structurelles ou liées à l'exploitation/l'occupation du bâtiment ou son entretien), sa bonne résistance à la compression doit être garantie.

La flexibilité et compressibilité de l'isolant

Si la paroi, l'élément, le matériau contre lequel l'isolant thermique sera positionné est irrégulier (i.e. non plan), ou si l'isolant doit s'insérer entre des éléments tels une ossature ou une charpente, le choix de l'isolant thermique devra tenir compte de sa capacité d'adaptation à cette contrainte. Plus l'isolant est souple, plus il épousera de près les surfaces non planes et plus il pourra être comprimé. Les isolants en vrac, les isolants souples et les isolants projetés conviennent particulièrement bien dans de tels cas. Les isolants semi-rigides peuvent également être choisis, mais sont réservés aux supports moyennement irréguliers et aux charpentes et ossatures dont les éléments sont proches d'être parallèles. Les isolants rigides sont à éviter.

La performance acoustique des isolants thermiques

Vu la similitude des matériaux utilisés on pourrait supposer que l'isolation thermique produit de facto de l'isolation acoustique. Or, une isolation thermique n'est pas toujours acoustique.

Certains types d'isolants thermiques n'offrent en effet aucun complément acoustique signifiant : c'est notamment le cas pour la plupart des panneaux rigides (exception faite du liège) : ces produits assurent le rôle de ressort dans un complexe masse-ressort-masse (voir dossier Assurer le confort acoustique pour des informations détaillées à ce sujet ) .Dans tous les cas, en termes de performance acoustique, il convient de préférer les isolants thermiques sous leur forme souple, semi-rigide ou en vrac (à déverser ou à insuffler).

Il importe également de s'assurer que le matériau en question est employé adéquatement dans une composition acoustique d'ensemble de la paroi (créer de la masse, déphaser, étanchéifier, désolidariser).

Tableau de synthèse des performances techniques des isolants thermiques

Résistance mécanique

Chaleur spécifique (EN IO 10456) (contribue à l'inertie thermique de la paroi) Conductibilité thermique λ (selon la norme NBN B62-002 A1)Diffusion de la vapeur d'eau μ (humide et sec)Performance acoustique

Réaction au feu

(Euroclasse)

Materiau concerné[daN/m³][J/kg.K][W/m.K]
Poly-styrèneextrudé (XPS)25-551300 à 1500

0,04

(0,029 à 0,035)*

150 à 300

(80 à 200)*

-E

expansé

(EPS)

15–301450

0,045

(0,032 à 0,038)*

60

(20 à 100)*

E
Polyuréthane (PUR)20-401300 à 1500

0,035

(0,024 à 0,03)*

30

(30 à 200)*

-C
Mousse phénolique (résol)8-201400(0,04)*1,5 à 3-C
Laine de verre25840 à 1000

0,045

(0,032 à 0,042)*

1,2 à 1,3

(1)*

+A1
Laine de roche40840 à 1000

0,045

(0,034 à 0,044)*

1,3

(1)*

+A1
Verre cellulaire120-180800 à 1100

0,055

(0,04 à 0,048)*

Infini-A1
Perlite expansée50-80900 à 1000(0,065 à 0,095)*

5 à 7

(1 à 5)*

-A1
Vermiculite expansée<100800 à 1000(0,046 à 0,08)*

5 à 7

(3 à 4)*

-A1
Argile expansé100-5001100(0,08 à 0,16)*(2 à 8)*-A1
Laine de bois semi-rigide50-1001600 à 2300(0,038 à 0,042)*

3 à 4

(1 à 2)*

+E
rigide100-150(3 à 5)*
Ouate de cellulose en vrac35-501600 à 2000(0,035 à 0,04)*1 à 2+B
semi-rigide70-100(0,04)*
Liège en vrac181700 à 2000(0,034 à 0,06)*

4,5 à 29

(1 à 5)*

+B
rigide80-120(0,032 à 0,045)*(5 à 30)*
Laine de chanvre25-2101300 à 1750(0,039 à 0,042)*(1 à 2)*+E
Chenevotte/19500,048 à 0,06(1 à 2)*+/
Laine de linsouple18-351300 à 1700(0,037 à 0,045)*1 à 2+E
semi-rigide70-100
Laine de coco20-50(0,047 à 0,05)*(1 à 2)*+B
Laine en coton20-301300 à 1700(0,04)*(1 à 2)*+E
Laine de textile recyclé20-301200 à 1400(0.0039 à 0.042)*(2 à 3)*+E
Laine de mouton10-301000 à 1800(0,035 à 0,045)*(1 à 2)*+E
Paille±1001400 à 2000(0,04 à 0,08)*(1 à 2)*+C

Valeurs issues de l'ouvrage « L'isolation thermique de la toiture inclinée », Ministère de la Région Wallonne et « L'isolation thermique écologique » de J-P. Oliva et S. Courgey, éditions Terre Vivante, 2010, ainsi que des documentations des fabricants (ces valeurs sont identifiées par un *).

Pour les isolants à base de matières premières minérales et pétrochimiques, les performances sont généralement connues avec précision par leurs agréments techniques belges, délivrés par l' UBATC . Les matériaux à base de matières premières végétales ou animales ne disposent pas tous de performances certifiées par cet organisme national (en raison de la petite taille du marché belge vis-à-vis du coût de la procédure d'attestation, parfois prohibitif pour un petit fabricant), mais peuvent disposer de valeurs lambda déclarées sur base de normes étrangères. Elles ne sont comparables à celles ci-dessus que si les essais ont été réalisés conformément aux normes européennes EN ISO 10456. Cette référence doit figurer sur le document certifiant les performances du matériau et doit pouvoir être fournie à la demande. A noter qu'un agrément technique européen (ETA) est accepté comme preuve dans le cadre d'une déclaration PEB. Il en va de même pour les agréments techniques étrangers, à condition de respecter la norme mentionnée ci-dessus.

Les isolants minces réfléchissants sont souvent présentés par leurs représentants commerciaux comme particulièrement intéressants. La fiche contact du CSTC #35 (3-2012) fait le point sur ces produits. Elle montre que les isolants minces peuvent tout au plus égaler les performances thermiques d'une isolation minérale classique. Leur mise en œuvre reste délicate et leur performance directement liée à la qualité d'application.