Isolation, étanchéité à l`air et matériaux durables.
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Note d’humour en région bilingue 1 Remerciements La Confédération de la Construction qui œuvre et pousse à la vision durable en mettant à disposition entre autre un espace d’expression. Mais la Confédération n’existe pas sans des êtres humains qui l’animent… 2 Le sujet général Isolation, étanchéité à l'air et matériaux durables. Les principes de l'isolation et de l'étanchéité à l'air, les points d'attention pour assurer une mise en œuvre de qualité et le choix durable des matériaux. 3 Table de matières • Pourquoi isoler? 3 arguments • Ecolo = zozo? • Etanchéité au vent – étanchéité a l’air • BlowDoor test • Différentes solutions d’isolation • Les pertes d’énergie • Choix de l’épaisseur et du produit Isolation par l’intérieur Isolation par l’extérieur • Nos produits Membranes d’étanchéité Ouate de cellulose Fibres de bois Avantage des produits éco Réaction au feu • Le nerf de la guerre • Travail collaboratif 4 Pourquoi isoler ? Pour le Maître d’ouvrage, les 3 éléments essentiels de l’argumentation sont : 1. Economies 2. Confort ressenti 3. Ecologie 5 1) Economies S S S Une structure d’isolation thermique optimale et donc bien faite, aide à économiser de l’énergie et donc à réduire les frais de chauffage. Grâce ou à cause de la hausse des prix des carburants, les investissements sont vite rentabilisés et il y a une augmentation de la valeur du bien. 6 2) Confort ressenti Dans nos sociétés occidentales, nous passons 90% de notre temps à l’intérieur de bâtiments. • Sensation de froid 7 2) Confort ressenti (suite) • Surchauffe • Risques d’air sec 8 3) Ecologie Le fait d’isoler, est par lui-même un acte éco-responsable, puisqu’il limite la production de chaleur nécessaire, donc la consommation de carburant et par là-même de polluants Consommation d’énergie en Europe occidentale (%) Energie mécanique Eau chaude Eclairage 12% 10% 4% Chauffage bâtiments 70% Mais allons plus loin… 9 Ecolo = Zozo ? Quelques éléments très pragmatiques : Energie grise : quèsaco C’est la quantité d’énergie totale nécessaire à l’élaboration d’un produit, depuis l’extraction des matières premières, de leur traitement et transformation jusqu’à leur mise en œuvre. Consommation d’énergie grise (en kWh/m³) Laine de verre Laine de roche Laine de bois Ouate de cellulose Argile expansé Perlite/vermiculite Liège expansé Polystyrène expansé Polystyrène extrudé Polyuréthane Verre cellulaire 250 150 13 6 300 230 80 450 850 1100 1600 10 Fin de vie des produits. Par un simple choix et par force de conviction, nous pouvons guider nos clients ! Nous avons donc un parti pris qui est celui qu’il est possible de faire : Un travail de qualité Un travail efficace En respectant l’environnement à 3 niveaux: 1. 2. 3. Lors de la production Lors du placement Lors de la fin de vie des produits 11 Etanchéité au vent – étanchéité à l’air Etanchéité au vent = coupe vent Etanchéité à l’air = Gore-Tex® Imaginez la place de l’isolant (votre pull) dans ces équations et vous aurez compris. Mais mieux encore, imaginez bouger avec votre pull, c'est-à-dire vivre et là vous aurez tout compris ! De façon un peu plus sérieuse, on devrait dire que sans étanchéité à l’air, il ne faut même pas mettre d’isolation, car elle sera, quasi, inutile. Notre recherche : des parois le plus ouvertes à la diffusion de vapeur d’eau! 12 Etanchéité à l’air Le seul véritable isolant efficace est l’air sec immobile. Mais le paradoxe est que nous ne pouvons vivre dans de l’air sec. L’air ambiant est, entre autre, chargé d’humidité qui stocke l’énergie calorifique. L’air humide en stocke près de 4000 fois plus que l’air sec ! Pour une construction de dimensions 1 X 1 mètre et de 14 centimètres d’épaisseur qui comporterait 1 fissure de seulement 1 millimètre le traversant de part en part, le coefficient d’isolation thermique passe de 0,3 à 1,44 W/m²K (5 x plus !) Mesures réalisées par Institut Bauphysick Stuttgart ; source : DBZ 12/89, page 1639 à une différence de température de l'aire de +20°C à l'intérieur et -10°C à l'extérieur, différence de pression 20 Pa - Vent de force 2-3 - Utilisation d'un isolant conventionnel à base de fibres. 13 Etanchéité à l’air Par nos activités quotidiennes, nous générons de la vapeur d’eau. Or il faut éviter de la condensation. Car c’est le risque N°1 Une fuite d’air par 1 trou de 2cm x 2cm, dans une paroi étanche à l'air de 1 mètre sur 1, emporte l’équivalent de 30 litres d’eau sous forme de vapeur ! Dans le temps, la même surface mais diffusante à la vapeur d’eau, ne diffuse que 1/3 de litre ! La formation de condensation dans l’isolant diminue, voir annule, ses capacités thermiques. De plus à long terme, cette condensation peut provoquer des dommages importants aux éléments de construction. 14 Etanchéité à l’air Comment éviter la condensation? • Limiter la quantité d’humidité Comment ? Ventilation. Empêcher la vapeur d’eau de pénétrer dans la zone froide • Augmenter la T° Comment ? Chauffer davantage la pièce. Isoler mieux et éliminer les ponts thermiques. 15 BlowerDoor test 16 Les pertes d’énergie Source ADEME 17 Différentes solutions d’isolation Notion Importante La Résistance thermique d’une paroi hétérogène est égale à la somme des résistances thermiques de chaque composant et des résistances superficielles sans intervalle d’air ! Choix de l’épaisseur et du produit Actuellement, la réglementation impose un coefficient de transmission thermique U (anciennement k) de 0,3 [W/m²K] pour les toitures. Mais il s'agit là d'une exigence de qualité minimale à respecter, de sorte qu'aujourd'hui on recommande : U = 0,25 [W/m²K], pour les toitures. Calcul de l'épaisseur de l'isolant : d (m)= λ (W/m.K) x R (m².K/W), où λ = valeur fournie par le fabricant et R=4. En pratique, l'épaisseur est le résultat d'un compromis : • plus on isole, plus la consommation diminue (chauffage et climatisation), et avec lui le coût d'exploitation du bâtiment • plus on isole, plus le coût d'investissement augmente Ce sont les premiers centimètres qui sont les plus efficaces. Il y a donc un rapport optimum à rechercher entre le coût de l’investissement et l’économie d’énergie réalisée. 18 Actuellement, la nouvelle réglementation PEB impose un coefficient de transmission thermique U (anciennement k) de 0,3 [W/m²K] pour les toitures, de 0,4 [W/m²K] pour les murs et de 0,4 [W/m²K] pour les sols sur cave ou sur terreplein. Les valeurs d'épaisseur d’isolant minimales sont donc : Épaisseurs d'isolant minimales laine minérale (1) Mousse synthétique (2) Toit 15 cm 12 cm Murs 12 cm 9 cm Plancher au-dessus un espace non à l'abri du gel 8 cm 6 cm Sols 12 cm 9 cm Source : Centre Urbain (1) Laine de verre, laine de roche pour une valeur indicative λ = 0,045 W/m²K. (2) Polystyrène expansé ou extrudé, polyuréthane, … pour une valeur indicative λ = 0,035W/m²K. Mais il s'agit là d'une exigence de qualité minimale à respecter, de sorte qu'aujourd'hui on recommande par exemple U = 0,25 [W/m²K] pour les toitures. C'est aussi une condition à remplir pour bénéficier des primes énergie, qui sont attribuées uniquement si la toiture atteint une performance thermique suffisante : résistance thermique R>4 m².K/W. La valeur U est l'inverse de R, soit U (transmission thermique)=1/R (résistance thermique). 19 -> Calcul pratique de l'épaisseur minimale de l'isolant (en mètres) : d(m)= λ (W/m²K) x R (m².K/W), où λ = valeur fournie par le fabricant et R=4. TOITURE exemples d'épaisseur d'isolant pour U = 0,25 m2.K/W Type d'isolant λ de l'isolant (W/m²K) Laine de roche 0,035 - 0,045 Epaisseur d'isolant recommandée (cm) 18 cm Laine de verre 0,035 - 0,045 18 cm PUR (polyuréthane) 0,025 - 0,035 14 cm XPS (polystyrène extrudé) 0,030 - 0,040 16 cm EPS (polystyrène expansé) 0,035 - 0,045 18 cm Verre cellulaire 0,040 - 0,055 22 cm Liège expansé 0,040 - 0,050 20 cm Flocons de cellulose 0,035 - 0,045 18 cm Panneaux de cellulose 0,035 - 0,045 18 cm Panneaux de bois feutré (mous) 0,040 - 0,045 18 cm Panneaux de bois feutré (semi-rigides) 0,065 - 0,070 28 cm Laine de chanvre 0,039 - 0,045 18 cm Source : Centre Urbain 20 Pourquoi des produits éco ? 3 gestes pour l’environnement Gestion de la vapeur d’eau REM. Les Isolant minces !!!! Une remarque nécessaire et indispensable sur ces produits ! A déconseiller !!!!!! 21 Comment isoler ? 1. Isolation par l’intérieur Inconvénients potentiels – freins – impossibilité • Perte de surface avérée ou ressentie • Perte patrimoniale • Perte d’ensoleillement • Etanchéité imparfaite • Ponts thermiques !!!! 2. Isolation par l’extérieur Inconvénients potentiels – freins – impossibilité • Coût • Urbanisme (produits – mise en œuvre) Des solutions existent comme bardages, joints debout, crépis … mais ne peuvent s’intégrer dans un alignement de façade ! 22 Nos produits Quels produits utiliser pour rendre un habitat sain ? Evitons les COV Evitons TOUS les polluants potentiels & avérés. Les produits ECO s’adaptent à toutes les circonstances 23 Membranes d’étanchéité 24 Membranes d’étanchéité 25 Membranes d’étanchéité 26 Ouate de cellulose Pourquoi ? • Origine : recyclage & recyclable qualitatifs • Important pouvoir isolant • Gestion de la vapeur d’eau – ouvert à la diffusion • Comportement efficace tant en été qu’en hiver ! • En insufflation (entre 40 & 50kg/m³) occupe le moindre interstice ! 27 Fibres de bois – molles - denses 28 Avantages des produits Eco • Gestes pour notre environnement. • Gestion de la vapeur d’eau. • Déphasage thermique. • Réaction au feu. 29 Déphasage thermique Lorsqu'une masse lourde (mur, plancher, ...) reçoit de la chaleur solaire, la restitution de cette énergie nécessite un certain temps, lié au déphasage thermique de la paroi considérée. 30 Déphasage thermique (suite) 31 Déphasage thermique (suite) Type Isolant Temps en heure pour 20cm Synthétique Polystyrène Expansé 3,5 Origine animale Laine de mouton 4,0 Laine de verre en rouleaux Laines minérales Laine de roche - vrac - 35kg/m³ Laine de roche 70kg/m³ Origine végétale Fibres de bois denses 200kg/m³ Oaute de cellulose insufflée 60kg/m³ Liège expansé 120kg/m³ Laine de chanvre en rouleaux 3,5 3,5 6,0 13,0 7,6 9,2 5,8 32 Réaction au feu • Isoler avec du papier ???? 33 Réaction au feu Polystyrène expansé 34 Réaction au feu Laine de verre 35 Réaction au feu Cellulose 36 Le nerf de la guerre !!!! Source: L’isolation en cellulose 37 Travail collaboratif Isoler est un travail précis, méticuleux et quasi toujours invisible. Bien isoler et surtout maintenir cette isolation, avec le concept essentiel d’étanchéité à l’air que vous avez saisi, est un travail de TOUS les intervenants. C’est pour cela que nous venons parler de la technicité de notre métier. Car après nous, passent encore d’autres corps de métier. En images… Plaques Fenêtres de toit Charpente Electricité … 38 Plaques 39 Plaques 40 Fenêtre de toit 41 Charpente 42 Electricité 43 Références bibliographiques : Le grand livre de l’isolation Thierry & David Fedullo Ed. Eyrolles 2009 L’isolation en ouate de cellulose P. Triboulot – E.Mougel – J.Brilland 2ème Edition La rénovation écologique Pierre Lévy Terre vivante Bio climatisme et performances énergétiques des bâtiments, Armand Dutreix, Ed. Eyrolles 2010 La conception bioclimatique - S.Courgey et J-P Oliva Ed. Terre Vivante 2006 L'énergie solaire dans le bâtiment, Ch.Chauliaguet, P.Baratçabal et JP Batellier Ed.Eyrolles 1978 L’habitat bioclimatique, R. Camous & D. Watson – Ed.L’étincelle 1983 Architecture bioclimatique.. P. Lavigne – Ed. Edisud 1994 Guide de l’architecture bioclimatique, Ed. Systèmes solaires Guide raisonné de la construction écologique Bâtir-Sain 2008 Manuel d'architecture naturelle D. Wright Ed. Parenthèses 2004 Le ba-ba de l'habitat écologique, S. Moréteau, Rustica éditions 2008. 44 Produits du futur ? Matériaux à Changement de Phase (MCP) Les MCP, ou matériaux à changement de phase, tels que l'eau, la paraffine, le sel hydraté etc. sont capables d'absorber, de stocker et de libérer de grandes quantités d'énergie avec un changement de température relativement faible, en changeant d'état physique, par exemple de solide à liquide, de solide à solide ou par évaporation de la matière de stockage. La chaleur stockée est appelée chaleur latente, et par conséquent les matériaux sont appelés “MATÉRIAU DE STOCKAGE A CHALEUR LATENTE”. C’est aussi simple qu’un cube de glace dans votre boisson : lorsque des cubes de glace fondent dans une boisson, ils absorbent la chaleur de leur environnement sans augmenter leur température propre, ce qui rafraîchit la boisson Les MCP à changement de phase solide-liquide sont le plus couramment utilisés, également dans les applications de construction et du bâtiment. Mais arrivent des MCP solide – solide… à suivre. 45 Aérogel : L'aérogel est un matériau issu des nanotechnologies et composé de 99,8 % d'air ; ce qui fait de lui le solide le plus léger au monde. Un litre de cette matière étonnante pèse seulement 3 grammes. Il s'agit d'un gel transparent où le composant liquide a été remplacé par du gaz. Sa faible densité ne l'empêche pas de pouvoir supporter plus de 2000 fois son poids. Sa résistance est tout de même limitée car si l'on le presse trop fortement, sa structure s'écroule brutalement et il se brise comme du verre. Mais l'aérogel est avant tout un isolant exceptionnel. Avec une conductivité thermique d'à peine 0,012 W/m².K, l'aérogel de silice, qui est la variété la plus courante, est 39 fois plus isolant que la meilleure laine de verre. Ceci fait de lui un candidat exemplaire pour l'isolation des cloisons et même des vitrages. A suivre donc… 46 Dernière remarque ! Ce qui est valable pour l’ensemble de l’isolation thermique, l’est également pour l’isolation acoustique, mais ce sera pour une autre fois… La seule chose à retenir c’est que l’isolation de qualité n’est pas du brol. Pour être efficace, elle doit être cohérente, systématique et continue. 47 Contacts Isolation Energ-Ethic Marc Delfeld [email protected] Benoît de Ribaucourt [email protected] Isoproc Formation étanchéité à l’air [email protected] Questions techniques sur l’étanchéité à l’air : André Baivier [email protected] Remarque importante !!! Pour une réponse efficace, il faut comprendre la situation de départ et la situation visée après travaux. Donc à transmettre avec la/les question(s) : photos, mieux encore schémas, car obligation d’observer pour réaliser le dessin. Faire figurer toutes les couches, et ne pas choisir la partie la plus facile au milieu de la toiture, mais au contraire le « nœud » avec mur ou cheminée ou…. 48
