Nos techniques

Isolation thermique pour l'hiver

Description

Avoir chaud en hiver nécessite une habitation dotée d'une "bonne isolation", que nous appelons résistance thermique. Celle-ci doit être équitablement répartie dans l'habitation. La résistance thermique indique la capacité d'une paroi à résister à une différence de température. Elle représente la difficulté avec laquelle la chaleur va traverser une paroi (mur, plafond, châssis, etc...)

Problématique

Dans une maison de construction ancienne, les considérations relatives à la résistance thermique ne sont pas les mêmes qu'aujourd'hui. Il en résulte que les parois en contact avec l'extérieur sont froides en hiver et offrent à la chaleur la possibilité de s'en aller. Le mur est dès lors froid et donne une sensation désagréable lorsque l'on s'en approche. Le résultat est que l'on tourne la vanne du radiateur pour augmenter la température dans la pièce, afin de compenser cette sensation. Cela se traduit par une plus grande consommation d'énergie.

Exemple

Un mur en briques de 20cm, plafonné à l'intérieur, a une résistance thermique de  0,73 m2.K.W-1. Pour un mur de 5 mètres de large pour 3 mètres de haut, avec une température extérieure de 0°c et intérieure de 20°c, le mur fera perdre au bâtiment une puissance de 410w, soit autant qu'un micro-ondes à puissance moyenne tournant en continu !

En y ajoutant 10cm d'isolant (λ=0,040), la résistance thermique passe alors à 2,98 m2.K.W-1, et la puissance dégagée par le mur dans les mêmes conditions n'est plus que de 100w, soit autant qu'un ordinateur.

Solution

Augmenter la résistance thermique de manière homogène permet de diminuer considérablement la puissance nécessaire pour maintenir une habitation au chaud. Elle dépend à la fois de la conductivité thermique des matériaux qui composent les parois, notée lambda (λ, en W/m²x°c) et de son épaisseur (e, en m). Au plus le lambda sera faible, au plus efficace sera l'isolant. Quant à l'épaisseur, au plus elle sera importante, au plus la résistance thermique sera élevée. La formule permettant de calculer la résistance thermique est: R = e/λ, en m²*°C/W. On considère en construction neuve en Belgique que la résistance thermique d'une paroi doit être supérieure ou égale à 4,16 dans la règlementation PEB. 

Isolation thermique pour l'été

Description

Une isolation estivale idéale permet de garder une maison fraîche pendant toute la période de fortes chaleur. Cette caractéristique est à appliquer sur l'ensemble des surfaces exposées au soleil, et se nomme inertie thermique. Pour éviter la surchauffe dans ces conditions, les parois exposées doivent pouvoir accumuler suffisamment d'énergie solaire sans qu'elle ne la traverse complètement. Cette inertie permet d'accumuler l'énergie dans la paroi en retardant le moment ou la chaleur arrive sur la paroi intérieure et traverse donc le mur. On matérialise l'inertie thermique grâce au déphasage, exprimé en heures. Il s'agit du temps que met la chaleur à traverser la paroi.

Problématique

Les murs et mansardes des maisons construites il y a plusieurs décennies prennent rarement en compte la notion de déphasage thermique. Une période de canicule de quelques jours suffit à rendre l'habitat très inconfortable dans ces conditions, et il est alors nécessaire d'avoir recours à des solutions de secours telles que les climatiseurs portables qui refroidissent l'air. Les parois rayonnant la chaleur, l'inconfort persiste.

Exemple

Un mur en briques de 20cm a un déphasage de 5 heures. Cela exprime donc que pour un soleil intense démarrant à 10 heures du matin, l'inconfort ressenti débutera à l'intérieur à partir de 15 heures. En y ajoutant 18cm de ouate de cellulose, dont le déphasage est de 7 heures, la chaleur commencera à traverser la paroi à 22 heures, lorsque le soleil ne chauffera plus la paroi. La chaleur sera dès lors restituée pendant la nuit, lorsque la température sera la plus faible.

Solution

Il est nécessaire d'augmenter le déphasage afin d'arriver à une valeur d'environ 12 heures pour garder une maison fraîche tout l'été. Avec cette inertie, le temps que la chaleur traverse la paroi, celle-ci n'est plus exposée et l'inconfort est évité. Pour reprendre l'exemple des 10 cm de laine minérale, le déphasage est d'environ 2h20. Les matériaux écologiques ont ici tout leur intérêt, car le déphasage de 10 cm de laine de bois ou de ouate de cellulose est de 4 heures. 

Etanchéité à l’eau

Description

L'étanchéité à l'eau mérite d'être réfléchie, pour éviter les fuites qui dégradent les bâtiments. Cette considération touche essentiellement les toitures et les châssis. 

Problématique

L'eau ne dégrade pas que la structure des bâtiments, elle affecte également les performances thermiques. Lorsque l'eau remplace l'air au sein de l'isolant, la couche isolante devient bien plus conductrice de chaleur. En effet, la conductivité thermique de l'eau est 23 fois supérieure à celle de l'air. L'eau contenue dans l'isolant conduira de ce fait bien mieux la chaleur au travers des parois humides, générant autant de pertes de chaleur.

Exemple

Une isolation en laine minérale ayant un λ = 0,044 lorsqu'il est sec se verra dégradé à λ = 0,315 avec un taux de 50% d'humidité. La résistance thermique passe alors de 2,27 à 0,32. En reprenant une surface de 5 mètres par 3 mètres et une différence de température de 20°c, la puissance perdue au travers de l'isolant passe de 132 Watts à 952 Watts.

Solution

Maintenir une couverture et des collecteurs d'eau de pluie en bon état, et les faire réparer ou remplacer lorsqu'ils ne sont plus dans un état correct.

Etanchéité à l’air

Description

L'étanchéité à l'air est définie par la capacité d'un environnement à ne pas échanger d'air avec le milieu extérieur.

Problématique

L'étanchéité à l'air touche aux flux d'air d'un logement. L'importance de l'étanchéité à l'air est contenue dans le concept de pertes par ventilation. En hiver, lorsque de l'air froid extérieur entre par les interstices dans une maison, de l'air intérieur chaud s'échappe en même temps par d'autre interstices. Si ces mouvements d'air involontaires et incontrôlés ont l'avantage d'aérer une maison et donc d'en limiter le taux d'humidité, il génère aussi de grandes sources de pertes de chaleur. Toute fuite d'air intérieur emporte avec elle de la vapeur d'eau et de l'énergie thermique. Energie supplémentaire que le système de chauffage devra compenser. 

Exemple

La jonction entre une toiture et la maçonnerie est souvent sources de pertes par ventilation, dû à plusieurs facteurs. Il s'agit en effet de deux corps de métiers différents, travaillant des matériaux différents que sont le bois pour la couvreur et la brique pour le maçon. Ensuite, l'air chaud étant plus léger, il monte, et s'échappe de ce fait par les hauteurs. L'importance d'une toiture étanche à l'air est primordiale afin de se sentir au chaud et de réaliser des économies de chauffage.

L'air froid rentrera quant à lui plutôt par les portes et fenêtres mal ajustées ou possédant des joints dont l'efficacité s'effrite avec le temps.

Solution

Le calfeutrage permet en première approche de grandement limiter les pertes par ventilation. Celles-ci peuvent être facilement détectées grâce à des analyses thermiques des points sensibles d'une maison. Une parfaite continuité des techniques mises en œuvre est donc essentielle pour garantir cette membrane d'étanchéité. 

Perméabilité à la vapeur d'eau

Description

L'eau est naturellement présente dans notre environnement, sous forme liquide mais également sous forme de vapeur. La vapeur d'eau est mesurée dans l'air ambiant via l'humidité relative. Lorsqu'elle est inférieure à 20%, l'air est sec et assèche les muqueuses et la peau. Lorsqu'elle est supérieure à 70%, l'humidité provoque une sensation d'étouffement. Pour ces raisons, l'humidité relative doit Idéalement être comprise entre 45 et 65% pour un confort optimal. 

Les parois des maisons anciennes profitaient du savoir faire et de la mise en œuvre qui étaient le fruit de siècles d'améliorations et d'affinements. Elles étaient conçues de telle sorte que la vapeur d'eau pouvait migrer vers l'extérieur du bâtiment sans l'endommager afin de réguler le taux d'humidité relative à l'intérieur des lieux de vie.

La respiration d'une personne génère jusqu'à 10 litres d'eau par jour, et l'on perd 250 à 500ml d'eau chaque nuit ! 

Problématique

L'activité humaine génère de grandes quantités de vapeur d'eau. Cela semble évident dans le cas des pièces d'eau que sont les cuisines et salles de bain. Mais la respiration d'une personne notamment génère jusqu'à 10 litres d'eau par jour. Les techniques d'isolation modernes consistent à isoler avec des matériaux qui sont soit sensibles à l'eau et se dégradent en quelques années, soit parfaitement hermétique à la vapeur d'eau, agissant comme une barrière infranchissable. Dans ce dernier cas, la vapeur d'eau ne trouve plus de chemin et finit par condenser aux points froids, que sont les noeuds contructifs (contours des portes et fenêtres, encastrements et jonctions, gaines techniques, escaliers). Il en résulte des altérations visbles et invisbles mais nuisibles au bâtiment et à ses habitants.

Exemple

Une fenêtre de salle de bains en hiver ruissellera de condensation à la suite d'une douche. Dans une cuisine en activité, les murs seront humides au toucher.

Ces manifestations de condensation ne sont pas problématiques lorsque celles-ci sont limitées dans le temps. Lorsque la condensation devient chronique, les problèmes surviennent.

Solution

Pour garantir un air et des parois saines, ainsi qu'un bâtiment durable, il est essentiel de prendre en compte la vapeur d'eau et ses voies de propagation. Plusieurs techniques existent afin de réguler le taux d'humidité d'une habitation, notamment les systèmes de ventilation mécanique.