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Comment atteindre les performances d'isolation des parois opaques nécessaires pour satisfaire les critères de la nouvelle réglementation PEB et optimiser l'objectif énergétique d'un projet ?
Les solutions abordées et explicitées ici se distinguent suivant la nature des travaux :
- Pour les nouvelles constructions , on citera l'enduit isolant (dans la masse) dont le principal inconvénient est l'importance des épaisseurs à mettre en œuvre, l'isolant collé pour lequel il faudra tenir compte d'éventuelles chevilles de fixation métalliques additionnelles dont l'influence peut être défavorable, et l'enduit placé dans une structure (généralement en bois en mono-couche ou en bi-couche). L'impact de cette structure sur la performance de la paroi devra être étudié et limité.
- Pour les rénovations, les épaisseurs d'isolant à mettre en œuvre seront, en première approximation, de l'ordre de la moitié de celles mises en œuvre dans les nouvelles constructions pour satisfaire la réglementation actuelle. Il sera néanmoins judicieux de viser le niveau de performance le plus élevé, le coût marginal d'un centimètre d'isolant supplémentaire étant faible.
Nouvelle construction
Enduit isolant
Atteindre les valeurs réglementaires PEB en utilisant un enduit isolant demande une épaisseur d'enduit très importante.
A titre d'exemple, si l'on souhaite atteindre un coefficient de transmission thermique U de 0.12 W/(m².K) avec un bon enduit isolant de conductivité thermique lambda: 0,07 W/(m.K) (les valeurs λ vont de 0,07 et 0,12 W/m.K) et un mur porteur dont la résistance vaut 0,11 (m².K)/W, une épaisseur de 55 cm est nécessaire !
L'enduit minéral thermo-isolant haute performance Aérogel présente une valeur λ de 0,028 W/(m.K) (similaire à celle du polyuréthane). Cet enduit est composé d'une base de chaux, dans laquelle sont agrégées des billes d'aérogel, matériau ultra léger, composé de 99.8% d'air, emprisonné dans une structure granulaire de silicate ultra-poreuse.
Pas ou peu de retours sont disponibles sur ce produit, qui doit donc être considéré avec toute la prudence requise. Sur base des performances fournies par le fabricant, une épaisseur de 22 cm serait suffisante pour atteindre un coefficient de transmission thermique (valeur U) de 0,12 W/(m².K), avec les mêmes hypothèses que celles précisées.
Isolant collé
De par l'absence d'éléments interrompant l'isolant, cette typologie est la plus indiquée pour obtenir une très bonne performance thermique en un minimum d'épaisseur, à condition de choisir un isolant performant.
Le tableau ci-dessous reprend, à titre indicatif et pour quelques types d'isolants, les épaisseurs à mettre en œuvre pour atteindre un U de 0.12 W/(m².K) (si couche isolante continue, sans structure portante). On considère que le mur porteur est constitué soit de béton armé (20 cm), soit de blocs de béton (19 cm). Ces deux typologies équivalent à une résistance d'environ 0.11 (m².K)/W.
Les résistances superficielles considérées pour déterminer ces épaisseurs sont, respectivement pour le côté extérieur et le côté intérieur : R se = 0,04 (m².K)/W et R si = 0,13 (m².K)/W.
Epaisseur d'isolant à mettre en œuvre (si continu) pour atteindre une valeur de 0.12 W/m²K
| Types d'isolants | Conductivité thermique λ de l'isolant (*) [W/(m.K)] | Epaisseur d'isolant à mettre en œuvre [m] |
|---|---|---|
| Polystyrène expansé (EPS) | 0.031 | 0.25 |
| Polystyrène extrudé (XPS) | 0.029 | 0.23 |
| Polyuréthane | 0.023 | 0.19 |
| PIR | 0.021 | 0.17 |
| Laine de verre | 0.032 | 0.26 |
| Liège (rigide) | 0.050 | 0.39 |
| Ouate de cellulose (en vrac ou semi-rigide) | 0.038 | 0.30 |
| Fibres de bois (rigide) | 0.038 | 0.30 |
* Il s'agit des meilleures valeurs disponibles sur le site www.epbd.be, qui recense les produits reconnus dans le cadre de la PEB. Elle correspond donc à la meilleure valeur disponible sur le marché actuellement.
Ce premier calcul néglige l'impact des chevilles additionnelles éventuelles, qui sont souvent nécessaires pour solidariser l'isolant avec le mur porteur. Un choix judicieux de ces éléments, tant du point de vue matériau que du nombre, peut permettre de négliger leur impact.
L'utilisation d'élément métallique de fixation a pour conséquence de devoir augmenter l'épaisseur d'isolant de 2 cm (en moyenne) afin de compenser l'impact négatif du métal sur la performance de la paroi.
Lorsque l'épaisseur d'isolant à mettre en œuvre devient très importante, on peut également travailler en deux couches. L'important est alors d' alterner les joints, de manière à limiter leur impact sur la performance de la paroi.
Alternance des panneaux de fibres de bois – limitation de l'impact des joints
Isolant dans structure
Lorsque l'isolant est placé dans une structure, l'impact de celle-ci doit également être pris en compte dans le calcul du coefficient de déperditions par transmission de la paroi. Dans la mesure du possible, les structures métalliques sont à éviter, car les pertes thermiques qu'elles engendrent sont beaucoup plus importantes que celles dues à une structure bois. Différentes techniques permettent de réduire l'impact négatif de cette structure sur le niveau d'isolation.
De nombreuses solutions sont possibles, en fonction du cas de figure rencontré.
- L'isolant mis en place, de type semi-rigide, souple, projeté ou encore en vrac, nécessite une structure pour son maintien, qui servira dès lors également d'appui pour le lattage/contre-lattage du bardage (pose uni-couche).
- On peut également travailler avec deux couches d'isolants de natures différentes (pose bicouche), ce qui permet d'amoindrir l'impact de la structure. La première couche, rigide, est collée sur le mur porteur. Un isolant semi-rigide/souple/en vrac est ensuite mis en place dans une structure bois. Il faut alors veiller à la compatibilité des isolants utilisés.
Il est important de ne pas oublier de considérer les éléments métalliques ponctuels qui traversent la première couche et viennent se fixer sur les montants en bois. Cette solution, qui semble de prime abord limiter les déperditions dues à la structure, n'apporte en réalité aucune amélioration, à moins d'utiliser un isolant rigide très performant. Mais même dans ce cas, l'impact des fixations métalliques (au minimum au nombre de 3 par m² et présentant une section de 2,5 x 62 mm) est extrêmement préjudiciable.
Epaisseur de l'isolant en fonction de sa mise en œuvre
L'exemple ci-dessous permet de comparer les valeurs de performance thermique des parois obtenues en utilisant un même isolant, mis en œuvre de façon différente : par collage et inséré dans une structure bois.
Le but de cette comparaison est de mettre en évidence l'incidence d'une structure sur la performance thermique de la paroi. Ce cas est donc fictif, en raison des hypothèses suivantes :
- On considère que la totalité de l'épaisseur d'isolant pourra être collée (sans nécessiter de structure). Dans la réalité, ceci ne sera pas toujours possible.
- On considère que les fixations ponctuelles utilisées ont un impact négligeable. Cela peut être le cas en réalité, mais n'est pas toujours possible.
L'isolant utilisé est de la fibre de bois, ayant un λ de 0.041 W/(m.K).
La mise en œuvre de cet isolant dans une structure bois conduit à une épaisseur de 41 cm pour atteindre la valeur de 0.12 W/(m².K).
En comparaison, l'application de cette même fibre de bois par collage nécessitera une épaisseur de 32 cm d'isolant pour atteindre cette même valeur U de 0.12 W/(m².K).
L'utilisation d'une structure, même en bois, a donc un impact non négligeable sur l'épaisseur d'isolant à mettre en œuvre pour atteindre la performance souhaitée. 9 cm d'isolation supplémentaire sont en effet nécessaires pour contrecarrer l'impact de la structure.
Rénovation
Les façades doivent être isolées de manière à atteindre le coefficient de déperditions thermiques imposé par la législation en vigueur.
Cependant, étant donné l'ampleur des travaux (échafaudage, finitions extérieures à modifier,...), il est important de garder à l'esprit que ceux-ci ne seront probablement pas renouvelés avant longtemps. Atteindre la performance la plus élevée possible est un choix judicieux. De plus, en termes de coûts, le cm d'isolant supplémentaire a en général un coût assez marginal sur l'ensemble des coûts du chantier.
Si l'on souhaite atteindre au minimum la performance requise avec une épaisseur d'isolation limitée par la place disponible , il est primordial d'avoir en mémoire les caractéristiques de chaque typologie d'isolation par l'extérieur.
En première approximation, les calculs effectués dans le cas des nouvelles constructions peuvent être réutilisés afin d'avoir une idée de l'épaisseur d'isolation à mettre en œuvre selon les typologies. Pour cela, il suffit de diviser l'épaisseur mentionnée pour les nouvelles constructions par deux.
