L'isolation d'une maison

La nécessité d'isoler

Le rôle de l'isolation est triple :

• Isoler thermiquement
• Pour diminuer les déperditions  thermiques vers l'extérieur en hiver,
• Pour limiter les apports thermiques vers l'intérieur en été,
• Isoler phoniquement pour augmenter le confort (moins de bruit à l'intérieur de la maison),
• Isoler contre l'humidité, pour prévenir les apparitions de moisi (salpêtres) et pour augmenter le confort.

Sur le plan thermique, les sources des déperditions sont les suivantes :

• Toiture = 30%
• Murs = 25%
• Vitres = 13%
• Renouvellement de l'air = 20%
• Sols = 7%
• Ponts thermiques = 5%

Tous les isolants thermiques sont aussi des isolants acoustiques. Mais avec des écarts d'un matériau à l'autre.

Le choix de l'isolant dépend en 1er lieu de sa résistance thermique : c'est la capacité de l'isolant à s'opposer au passage de la chaleur, en hiver comme en été. Plus elle est élevé, meilleure est l'isolation. Elle dépend de 2 facteurs :

• La conductivité thermique qui dépend de l'isolant : c'est le coefficient lambda
• L'épaisseur d'isolant mis en œuvre.

Mais le choix de l'isolant dépend aussi :

• Des propriétés mécaniques (qui, par exemple, peuvent être différentes selon qu'il sera posé sur une dalle ou placardé à la verticale sur un mur,
• Des propriétés acoustiques,
• De la valorisation écologique (biomasse),
• Du coût.

L'isolation de la toiture

En cas de combles perdus :

• La solution la plus économique et la plus efficace est le soufflage de laine (de verre ou de roche) : les flocons sont soufflés à la machine, ils vont dans les endroits les plus inaccessibles pour assurer l'épaisseur minimale d'isolant et assurer une isolation continue et efficace (pas de ponts thermiques)
• S'ils sont faciles d'accès, des rouleaux de laine minérale déroulés entre les solives sont aussi très efficaces, surtout en 2 couches croisées qui traitent les ponts thermiques.

Si les combles sont aménagés, la bonne pratique est d'installer des panneaux semi-rigides entre les fermettes de la charpente, panneaux qui pourront être doublés par plaques de plâtre pour assurer la finition (peinte ou tapissée).

Il est possible aussi d'isoler la toiture par l'extérieur (sarking), avec comme avantages de pouvoir conserver la charpente apparente à l'intérieur tout en ayant limité les risques de ponts thermiques.

L'isolation des murs

Les caractéristiques isolantes du matériau de construction choisi pour les murs ne seront en général pas suffisantes pour leur isolation.

L'isolation par l'extérieur est généralement choisie en construction neuve car 

• elle est la plus efficace,
• elle est facile à mettre en œuvre (coût),
• elle annihile les ponts thermiques,
• elle préserve l'espace intérieur.

Le plus souvent il s'agira de panneaux semi-rigides (pour assurer une tenue mécanique dans le temps afin d'éviter un tassement de l'isolant) de laine minérale ou de polystyrène. Les panneaux sont assemblés et maintenus contre la paroi par un châssis métallique, et doublés à l'extérieur par des plaques de plâtre ou un bardage assurant la finition.

Ventilation mécanique contrôlée

Le renouvellement de l'air est responsable de 20 % de l'énergie consommée par la maison. 

Il serait donc expéditif de calfeutrer toutes les sorties d'air possibles pour faire 20 % d'économie de chauffage. Le résultat serait à proprement parler irrespirable :

• Manque d'air neuf, nécessaire à la respiration des occupants et à leur métabolisme,
• Excès d'humidité (moisissures, allergies) produite par la respiration humaine, les appareils électro-ménagers (cuisson, sèche-linge…), l'activité humaine (bains…)
• Non évacuation des odeurs et polluants (tabac, CO2 produit par la respiration..)

Les maisons anciennes, parfaitement habitables, organisaient leur ventilation par les … courants d'air. Il est, évidemment, plus efficace de le faire en la contrôlant : c'est la VMC, ventilation mécanique contrôlée.

Elle peut être de simple flux : l'air est aspiré par un extracteur. L'aspiration se fait dans les pièces humides (où il y a humidité et odeurs), l'arrivée d'air se fait par des ouïes au diamètre contrôlé dans les portes et fenêtres des pièces sèches. Il se crée ainsi une circulation d'air.

La régulation se fait :

• Soit manuellement par l'occupant, en accélérant l'extracteur (2 vitesses), ou en occultant plus ou moins la trappe d'aspiration de l'air ou les ouïes d'arrivées d'air,
• Soit automatiquement par hydro réglage : des capteurs d'humidité modifient le débit d'air
  • à l'extraction (VMC hygro A) et les entrées d'air sont alors auto réglables en fonction de la dépression (pour éviter que la maison ne soit en trop forte dépression), 
  • ou aux entrées et sorties d'air (VMC hygro B) par des ouïes hygroréglables (en fonction de l'humidité) qui régulent le débit d'air : ainsi la régulation est fine, pièce par pièce.

La VMC peut aussi être à double flux. L'air est insufflé dans les pièces sèches (et non aspiré par les ouïes) puis extrait dans les pièces humides. Elle peut être aussi hygroréglable.

Mais elle peut être surtout à double flux statique ou thermodynamique. 

• Statique : un échangeur thermique est placé sur l'air sortant et récupère les calories pour préchauffer l'air entrant (en hiver) ou l'inverse en été. 
• Thermodynamique : une pompe à chaleur remplace l'échangeur et peut assurer le chauffage de la maison en hiver ou le refroidissement en été.

Avec l'inconvénient qu'en hiver, par températures très négatives, l'air sortant, chargé en humidité, givre dans l'échangeur (ou la pompe à chaleur) au contact de l'air entrant très froid et bloque tout échange. Il y a alors 2 solutions :

• protéger l'échangeur pour éviter qu'il ne gèle : cycles de dégivrage réguliers et automatiques,
• installer une arrivée d'air par un puits  provençal / canadien / climatique (tous ces qualificatifs sont quasi synonymes) : l'air entrant circule dans un conduit enterré qui le porte à la température du sol (donc positive s'il est installé assez profond sous terre : au moins 60 cm), et l'air est ainsi réchauffé en hiver (ou refroidi en été). Il faut en sus ajouter une possibilité de court-circuit du puits (une entrée d'air directe, contrôlée thermiquement) : à certaines heures de la journée (ou à certaines parties de l'année), l'air passant par le circuit peut, par exemple, être plus froid en hiver que l'air aspiré directement à l'extérieur

L'installation d'une VMC double flux statique ou thermodynamique est plus complexe et plus coûteuse qu'une VMC simple flux (2 circuits, échangeur ou pompe à chaleur, gaines d'air à isoler, évacuation de l'eau de condensation à l'échangeur ou à la pompe à chaleur, etc…). Quasi incontournable s'il y a une cheminée intérieure (car l'aspiration de l'air par la VMC simple flux est en concurrence avec le tirage de la cheminée et le perturbe), elle est plus économique à l'usage, elle filtre et climatise l'air entrant, elle régule les apports d'air pièce par pièce, elle homogénéise la température des pièces, et, au final, elle est bien plus confortable.

A noter :

• la pompe à chaleur de la VMC double flux thermodynamique peut être consacrée au chauffage de l'eau chaude sanitaire ; cf chauffe-eau thermodynamique
• la RT 2012 n'impose pas de système minimal de VMC. Mais elle impose un niveau minimal de résultat, de sorte que selon les régions, une VMC hygro B performante suffira dans les régions sud, alors qu'une VMC double flux sera au minimum nécessaire dans les régions moins tempérées. 

Les vitrages isolants

Les vitres, c'est environ 13 % des déperditions thermiques de la maison.

L'huisserie est importante : de mauvaise qualité, elle peut se déformer dans le temps et laisser passer un vrai courant d'air. A contrario, le matériau de l'huisserie n'est plus tellement déterminant : certes, l'aluminium est conducteur, donc source théorique de ponts thermiques, mais les huisseries sont aujourd'hui équipées de système de rupture de ponts thermiques efficaces.

Deux coefficients qualifient la qualité isolante des vitrages et huisseries :

• Uw = U window (fenêtre) = transmission thermique par la fenêtre
• Ug = U glass (verre) = transmission thermique par le vitrage.

Plus U est faible, meilleure sera l'isolation.

La RT 2012 impose une surface vitrée minimale de 1 m² pour 6 m² de surface habitable afin de valoriser l'éclairage naturel, pour des constructions plus lumineuses et plus agréables à vivre, en installant des vitrages isolants pour ne pas augmenter les dépenses de chauffage et des protections solaires pour le confort en été.

La technologie des vitrages évolue en conséquence : 

• du double vitrage (simple ou renforcé par une lame d'argon plus isolant que la lame d'air) on est en train de passer au triple vitrage (3 % du  marché actuellement en 2010, 40 % en Allemagne, obligatoire en Suisse dans le neuf), 
• les VIR, verres à isolation thermique renforcée comportent une couche réfléchissante qui pour préserver le confort s'oppose au rayonnement extérieur du chauffage intérieur et à la pénétration d'une partie du rayonnement solaire.

La présence de protections solaires, en fonction des régions, évolue également : stores, volets roulants, brise-soleils (associés ou non à des automatismes pour optimiser le confort).

Pensez également aux vitrages sécurisés : anti effraction ou retardateurs d'effraction, ce n'est pas une barrière absolue, mais il peut être exigé par les sociétés d'assurance. Ils sont en verre feuilleté, plus lourd : si vous avez choisi le verre triple vitrage, l'huisserie est déjà renforcée, et le surcoût par rapport à ce triple vitrage sera faible.

L'isolation des sols

C'est la partie de la maison qui a le moins de déperditions thermiques (7%). On pourrait en conclure que c'est la partie où il faut "économiser" pour pouvoir "surinvestir" là où il y a beaucoup de déperditions (le toit). Ce serait vrai si la notion de confort n'intervenait pas : le sol est l'élément de la maison en contact avec l'occupant, un plancher froid incite à augmenter la température de la pièce.

La technique la plus utilisée en construction neuve est d'isoler sur la sous-face du plancher par des planchers béton à poutrelles et polystyrène expansé, ou en dalles de béton cellulaire.

Maisons BBC, HPE, HQE, bioclimatique, passive, solaire, à énergie positive

Les Bâtiments Basse Consommation (BBC) et Haute Performance Energétique (HPE)  sont  des labels et des normes qui datent de la RT 2005 (non traitée ici). Ils sont dépassés depuis l'application obligatoire de la RT 2012. Toutes les maisons construites répondent maintenant à ces labels et normes.

Les bâtiments de Haute Qualité Environnementale (HQE) sont conçus dans une démarche qualitative afin de limiter l'impact de la maison sur l'environnement (choix des procédés de fabrication des matériaux, chantier à faibles nuisances, éco-gestion de l'eau, de l'énergie, des déchets, de l'entretien) tout en assurant un haut niveau de confort (thermique, acoustique, hygrométrique, visuel, olfactif, qualité de l'air…)

Une certaine confusion a été entretenue sur la HQE : c'est un label et une marque  où les objectifs commerciaux (constructeurs…) ne sont pas absents, tandis que HPE Haute Performance Energétique ou BBC Bâtiments Basse Consommation étaient un label d'origine publique.

Les maisons bioclimatiques, passives, solaires sont 3 concepts proches et actuels.

La maison bioclimatique maximise les ressources de l'environnement pour minimiser la consommation d'énergie et son impact sur l'environnement. Les maisons répondant à la norme RT 2012 en font partie.

La maison passive va plus loin pour ne consommer pour le chauffage que 15 kWh/m² an (RT 2012 : 50 kWh/m² an). C'est presque une maison sans chauffage. L'orientation de la maison et son implantation sur le terrain sont soigneusement étudiées, l'architecture générale tient compte de cet objectif de consommation et va jusqu'à empêcher certaines solutions, l'isolation est renforcée, la ventilation est à double flux avec récupération de chaleur, la maison est étanche à l'air, les ponts thermiques sont totalement supprimés (grâce à une conception pointue et une qualité exigeante de la mise en œuvre), les appareils ménagers sont choisis les moins gourmands possibles en énergie.

La maison passive n'a pas de vocation vraiment écologique (autre que peu consommer). Les matériaux choisis, peuvent être écologiques ou pas, à la fabrication ou lors de la mise en œuvre sur le chantier : seul compte le résultat.

Le surcoût de la maison passive peut être estimé à 20 %. Il n'y a pas de réglementation à proprement parler, ce n'est qu'un label.

La maison solaire est du même type que les précédentes, mais cherche à maximiser (plutôt qu'optimiser) les apports solaires. Le coût de la construction (élevé) est quasiment secondaire par rapport à l'objectif. La maison peut avoir une double orientation et une double utilisation : en hiver, c'est le coté sud qui est utilisé, en été le côté nord. Le chauffage est assuré par plancher chauffant à basse température produit par des capteurs solaires, l'électricité par des capteurs photovoltaïques, etc…

La maison à énergie positive produit plus d'énergie qu'elle n'en consomme. C'est encore mieux que la maison passive (et encore plus cher). Ce sera le prochain stade de la réglementation (2020 ?).