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Isolation

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Pertes thermiques d'un bâtiment.
Article principal : Thermique du bâtiment.

L'isolation d'un bâtiment permet de diminuer les échanges de chaleur entre l'intérieur du bâtiment et l'environnement extérieur, et ainsi diminuer les besoins de chauffage et, le cas échéant, de climatisation. Cette isolation doit être pensée en fonction des contraintes climatiques du lieu où se situe le bâtiment. L'isolation thermique est le principe de base de la maison passive. Elle emprisonne la chaleur à l'intérieur en hiver et garde la maison fraîche en été.

La lutte contre le gaspillage d’énergie passe par l’isolation thermique des bâtiments chauffés. En France, et dans de nombreux pays, elle fait l’objet de réglementations. En France, l’isolation des nouveaux logements est obligatoire mais c’est aussi un moyen efficace de réduire les dépenses de chauffage et de climatisation tout en améliorant le confort. Elle est encouragée par les pouvoirs publics, par exemple par le programme Isolto (Région Nord-Pas-de-Calais).

Principes

On peut considérer une maison comme un récipient percé de différentes sortes de trous :

  • portes et fenêtres,
  • ventilation,
  • combles plafonds,
  • murs extérieurs.
  • planchers

On aura donc intérêt à colmater simultanément et de façon équilibrée chaque sorte de trou. Toutefois une sur-isolation peut ne pas s’avérer rentable, tant par le coût des matériaux supplémentaires que par la place occupée par l’isolation.

Les sources de déperdition de chaleur

Article connexe : déperdition thermique.

Dans une maison individuelle non isolée, les valeurs moyennes des sources de déperdition de chaleur ou déperdition thermique sont les suivantes1,2 :

  • le toit 25 à 30 % ;
  • les murs 20 à 25 % ;
  • le renouvellement d’air 20 à 25 % ;
  • les fenêtres et portes extérieures 10 à 15 % ;
  • le plancher 7 à 10 % ;
  • les ponts thermiques 5 à 10 %.

Dans une maison isolée selon la norme française RT 2005, la toiture et les murs ayant fait l'objet d'une isolation spécifique, et les vitrages étant systématiquement doublés, la part résiduelle des ponts thermiques devient beaucoup plus importante. Le bilan de déperdition thermique est alors typiquement le suivant1:

  • le toit 10 % ;
  • les murs 20 % ;
  • le renouvellement d’air 15 % ;
  • les fenêtres et portes extérieures 15 % ;
  • le plancher 20 % ;
  • les ponts thermiques 20 %.

La résistance thermique

La résistance thermique d’une paroi dépend de la conductivité thermique des matériaux qui la composent. Dans le cas d’un mur composé de plusieurs matériaux différents, il faudra additionner les résistances thermiques de chacun des composants. Dans la pratique, c’est la couche d’isolant (ouate de cellulose, liège, laine de roche, laine de verre…) qui représente la plus grande partie de la résistance thermique.

Matériaux isolants

Le vide est le meilleur isolant thermique mais ne peut pas être utilisé de façon pratique pour l'isolation des habitations (il est utilisé plus facilement pour de petits récipients comme les bouteilles thermos dont la paroi peut être sous vide).

Viennent ensuite les gaz dont le plus pratique à utiliser est l'air, mais attention : les transferts thermiques par un gaz ou un liquide ne se font pas seulement par conduction thermique, mais aussi par convection thermique : c'est pourquoi l'air enfermé dans les combles d'une toiture n'empêche pas les transferts thermiques (la convection thermique est d'autant plus forte que la différence de température entre la toiture et le plancher des combles est élevée, accélérant la circulation de l'air).

La résistance thermique d’un matériau isolant est assurée par l’air ou autre gaz enfermé dans les bulles d'air ou entre les fibres du matériau (laine de roche, laine de chanvre, blocs de chanvre, fibre de bois, ouate de cellulose, polystyrène, …), car l'air enfermé dans le matériau ne participe pas à la convection thermique. Préférer l’isolant en panneau dont la tenue mécanique est meilleure, voire l'insufflation en vrac, technique moins coûteuse et qui évite les ponts thermiques.