Les différents isolants

Dès que deux éléments en contact sont à température différente, il y a échange de chaleur entre eux jusqu'à ce que leurs températures soient identiques.
Le but de l'isolation est de ralentir cet échange de température.

Pour une maison :

. en hiver, il s'agit de freiner ses déperditions de chaleur vers l'extérieur,
. en été de freiner l’entrée de la chaleur.

L'isolation va permettre de garder les parois de la maison à une température proche de celle de l'air intérieur (18 à 21 °C).
Ainsi, en hiver, l'isolation donne une sensation de confort tout en limitant sa consommation de chauffage.

En été, le confort sera obtenu en associant les avantages de cette isolation à une forte inertie thermique de la maison.
La température de la maison sera alors maintenue stable et la plus fraîche possible sans recours à la climatisation.

La diffusitivité thermique dépend à la fois de la conductivité thermique (lambda) et de la masse volumique de l'isolant.
Elle caractérise la vitesse de propagation de la température (et des écarts de température) dans un matériau.
Plus elle est faible, plus le front de chaleur mettra du temps à traverser l'épaisseur du matériau.

Tout naturellement, un isolant lourd apportera davantage d’inertie thermique.
La propriété utilisée pour décrire le comportement des matériaux en présence de variation de température est la diffusitivité thermique.

L'air chaud étant plus léger que l'air froid, il va avoir tendance à monter et créer des mouvements d'air dans la construction (utilisé dans les cheminées).
Toutefois, la convection intervient très peu dans les déperditions de chaleur.

Tout élément transmet de la chaleur par rayonnement vers un élément plus froid, et ce à travers l'air ou le vide.
Dans une maison isolée, les échanges de chaleur par rayonnement se font essentiellement à travers les surfaces vitrées (menuiseries extérieures).

Les vitrages, et plus particulièrement les vitrages haut de gamme sont très transparents à la lumière et sont opaques aux rayons infrarouge.
Ainsi, les rayons solaires entrent dans la maison sans absorption notable.
Ils réchauffent les parois du local (sol et murs) qui émettent à leur tour un rayonnement infrarouge.
Ce rayonnement infrarouge ne peut ressortir à travers le vitrage (opaque). La chaleur est donc piégée : c'est ce qu'on appelle l' « effet de serre ».
Cet effet est nettement renforcé par l'utilisation de vitrages à faible émissivitée.

La chaleur se transmet de proche en proche par augmentation du mouvement thermique des molécules.
La chaleur se propage avec plus ou moins de facilité suivant la nature des matériaux.
La conduction dépend directement de l'épaisseur de l'isolant.

Les températures ne sont pas constantes durant la journée.
En quelques heures, les variations de températures peuvent variées de 20° (entre le jour et la nuit par exemple).

Comparons les valeurs de 4 matériaux isolants de même conductivité thermique.
Du point de vue de la réglementation actuelle ces matériaux ont les mêmes qualités isolantes (lambda=0,04).

Le temps que mettra un front de chaleur à traverser 10 cm d’isolant est de:

. 1 h 15 min, pour un isolant en laine de verre (LdV) ou de roche (LdR) en rouleau,
. 1 h 50 min, pour un isolant en polystyrène,
. 3 h 15 min, pour un isolant en LdV ou LdR en plaque,
. 7 h 25 min, pour un isolant en laine de bois.

L'isolation par l’intérieur est de loin la plus courante.
Elle présente l'avantage d'être maîtrisée par tous les intervenants du bâtiment.
Tous les matériaux de construction fabriqués en grande série sont prévus pour une telle isolation.
Par exemple, les fenêtres ont une tapée d'isolation qui permet en les fixant directement sur les briques ou les parpaings, d'affleurer sur les doublages intérieurs.
Rappelons qu'une isolation intérieure, même performante, présente toujours une faible inertie thermique.

Il est préférable de choisir des matériaux isolants pouvant être directement crépis.
Toutefois, la pose d'un crépi sur un isolant extérieur est plus technique que sur un mur maçonné.
Pour une bonne résistance, il convient d'utiliser un parement avec incorporation de treillis en fibre de verre (enduit plastique ou à base de résine, enduit de chaux (conseillé sur laine de bois), enduit hydraulique).
Ce procédé est utilisé autant sur la maçonnerie que sur l’ossature bois.

Pour une isolation sur un mur maçonné il est conseillé d’utiliser des panneaux d'une épaisseur minimum de 10 cm.
Les panneaux sont collés ou fixés mécaniquement.

Les deux matériaux les plus intéressants pour l'isolation par l'extérieur sont le polystyrène expansé et la laine de bois.

A noter : les isolations par l'extérieur sont assez peu compatibles avec l'utilisation de volets battants car dans ce cas, les gonds doivent être très solidement scellés dans la maçonnerie.

Dans un matériau, les vibrations d'une molécule sont transmises aux molécules voisines.
Plus un matériau sera dense et lourd, mieux il transmettra la chaleur.
C'est pourquoi les matériaux isolants sont légers et poreux.
L'air est l'isolant thermique par excellence, aussi est-il contenu dans la plupart des matériaux d'isolation et dans les double-vitrages.

On peut classer les matériaux isolants en grands groupes :

. Le polystyrène expansé (lambda=0,038), est le principal isolant d'origine synthétique.

Il présente une structure à pores ouverts tandis que le polystyrène extrudé (lambda=0,03), a une structure à pores fermés lui assurant une meilleure résistance à la compression.
Tous deux sont imperméables et créent une barrière étanche dans les murs, empêchant l'humidité du logement de s'échapper par ce biais.
Sous l'action de la chaleur, le polystyrène émet des styrènes et autres gaz toxiques contenus dans ses additifs ignifuges.
Il laisse constamment échapper du pentane pendant toute sa durée de vie.

. Le polyuréthane (lambda=0,025), est l'isolant le plus efficace.

Il est souvent employé sous forme de mousse expansives pour calfeutrer les cadres de portes et de fenêtres.
Il libère des amines (substances dangereuses) et ses additifs ignifuges sont également toxiques.

Les isolants à base de fibres minérales (en rouleaux ou en plaques) sont les plus répandus.
La laine de verre (lambda=0,04), est obtenue par fusion, centrifugation et soufflage de verre de récupération tandis que la matière première de la laine de roche (lambda=0,04), est généralement du basalte.
Leur pouvoir isolant diminue fortement en présence d'humidité (d'où la présence de pare-vapeurs sur les rouleaux).

Ces laines contiennent des fibres respirables très irritantes pour le bricoleur qui est amené à les manipuler.

Les panneaux de laine de bois (lambda=0,04), sont élaborés à partir de fibres de bois, le liant étant la lignine de bois.
Ce matériau naturel est l'un des meilleurs isolants disponibles sur le marché.
Les fibres végétales sont une bonne alternative aux laines minérales et présentent des qualités isolantes équivalentes.
Elles sont malheureusement absentes des grand circuits de distribution.

Les plantes telles que le chanvre (en rouleaux (lambda=0,04) ou en vrac (lambda=0,048)), peuvent être cultivées sans engrais et leurs fibres sont naturellement fongicides et antibactériennes.
Le chanvre peut être utilisé en rouleau et en vrac comme la laine de verre (avec des additifs ignifuges et anti-rongeurs), mais aussi peut être inclus dans des torchis et mortiers légers…

La cellulose (lambda=0,04) est généralement fabriqué à partir de journaux recyclés, ce matériau a déjà conquis 25 à 30% du marché en Scandinavie et aux Etats-Unis, ce qui lui promet un avenir prometteur en France.
De plus, c'est le moins cher des matériaux d'isolation "écologiques" (prix similaire aux laines de verre et de roche).
Des additifs inoffensifs (sels de bore) le protègent contre l'incendie, les insectes et la moisissure.
Les flocons de cellulose sont disponibles sous forme de panneaux ou en vrac.

Attention : si les particules de la cellulose ne sont pas aussi fines que celles de la laine de verre, elles peuvent néanmoins provoquer des inflammation pulmonaires lors de leur mise en oeuvre en l'absence d'une protection appropriée.

On trouve actuellement des isolants minces, composé d'une épaisseur de 2 à 3 cm d'isolant fibreux et d'un revêtement de type « couverture de survie ».
Ces isolants diminuent effectivement le transfert de chaleur par rayonnement, mais leur faible épaisseur ne protège pas des échanges de chaleur par conduction.

Par conséquent, il faut éviter d’utiliser ces isolants à la place des isolants courants, mais les utiliser plutôt en complément (en rénovation).
Il vaut mieux choisir un isolant de bonne qualité dés le départ (pour du neuf).

Rappel : plus le coefficient lambda est faible, plus l'isolant est efficace.
Pour avoir un ordre d'idée des coefficients lambda d'autres matériaux, citons le bois (lambda=0,15), le béton cellulaire (lambda=0,17) le béton standard (lambda=2) et le cuivre (lambda=380).
Certains isolants n'ont pas été repris dans ce tableau : la laine de mouton, le lin, le jonc, les fibres de coco et de liège, la perlite, l'argile expansée, le polyester ...


Conseils :
Quel que soit le mode d'isolation choisi, le fait d'utiliser une isolation renforcée permettra de diminuer votre
consommation de chauffage, et les rejets associés.

Il est déconseillé d’utiliser les isolants en flocons pour les combles perdus s'ils ne sont pas agglomérés, car ils se déplacent avec le vent (sauf si vous avez fait poser sous les tuiles un film de sous-toiture).

Evitez les isolants en rouleaux qui se tassent progressivement et perdent en 20 ans la majeure partie de leur efficacité.

Si vous optez pour des matériaux courants, optez pour le moins mauvais de ces isolants, à savoir la laine de verre ou de roche (pas de barrière étanche pour l'humidité, pas de libération de gaz douteux).

Si vous êtes disponible, réalisez par vous-même l'isolation de votre maison.
Vous pourrez ainsi réaliser un travail très soigné aux angles et aux entourages de fenêtres, ce qui permettra de limiter les ponts thermiques.


Soyez cohérent dans votre choix d'isolation : il ne sert à rien d'avoir 20cm d'isolant sur les murs si vous utilisez des fenêtres standards.