Isolation de l`enveloppe du bâtiment

Isolation de l'enveloppe
du bâtiment
Objectifs, principes, matériaux
Prof. Claude-Alain Roulet
Mai 2007

Une partie de ces notes est extraite du livre "Santé et qualité de l'environnement inté-
rieur dans les bâtiments" publié en 2004 aux Presses Polytechniques et Universitaires Ro-
mandes à Lausanne.
Pour plus d'information sur cet ouvrage, voir http://ppur.epfl.ch/livres/2-88074-547-0.html
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energho – Effingerstrasse 17 – Case Postale 7265 – 3001 Berne
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Table des matières
Table des matières
1. l'isolation thermique: Pourquoi et comment? .................................................1
1.1 Pourquoi isoler? ..........................................................................................1
1.2 Modes de transfert de chaleur (rappel) ........................................................1
1.3 Principes d'isolation thermique....................................................................2
1.4 Comment isoler?.........................................................................................2
1.5 Coefficients de transmission thermiques admissibles....................................4
2. Les matériaux isolants......................................................................................5
2.1 Conductivité thermique...............................................................................5
2.2 Qualité des isolants thermiques ...................................................................6
2.3 Matériaux isolants.......................................................................................7
2.4 Application des isolants thermiques...........................................................13
2.5 Résumé relatif aux applications des matériaux isolants...............................17
2.6 Optimisation de l'isolation thermique ........................................................18
3. Les ponts thermiques .....................................................................................22
3.1 Qu'est-ce qu'un pont thermique?..............................................................22
3.2 Effets des ponts thermiques ......................................................................26
3.3 Comment éviter les ponts thermiques?......................................................31
3.4 Textes normatifs........................................................................................32
4. Résumé............................................................................................................37
5. Bibliographie...................................................................................................38

Isolation de l'enveloppe du bâtiment Page 1
1. l'isolation thermique: pourquoi et
comment?
1.1 Pourquoi isoler?
En hiver, l'enveloppe du bâtiment doit limiter les déperditions de chaleur, pour trois raisons
importantes:
 Éviter que la température intérieure des parois extérieures soit trop basse, ce qui crée un
inconfort
 Éviter les moisissures et la condensation, qui créent un climat intérieur malsain
 Limiter la consommation d'énergie pour le chauffage, aussi bien pour des raisons écono-
miques que pour protéger l'environnement.
En été, l'enveloppe doit aider à maintenir une température agréable dans le volume habité en
évitant que la chaleur de l'air extérieur et des surfaces extérieures chauffées au soleil se pro-
page à l'intérieur.
L'isolation thermique réduit ces échanges de chaleur, donc contribue à améliorer le confort, à
réduire les risques de dégâts dans les bâtiments, et à réduire la consommation d'énergie tant
pour le chauffage que pour un éventuel refroidissement. C'est l'utilisation systématique, dans
l'enveloppe du bâtiment, de composants qui laissent difficilement passer la chaleur.
1.2 Modes de transfert de chaleur (rappel)
La chaleur est la forme d'énergie liée à l'agitation (vibration) aléatoire des molécules consti-
tuant la matière. Cette agitation se mesure par la température, et la chaleur par l'augmenta-
tion de température obtenue dans un matériau donné. Au zéro absolu, l'agitation thermique
est nulle, la plupart des matériaux sont sous forme solide, généralement cristalline. Si la tem-
pérature s'élève, l'agitation est telle que les matériaux fondent ou s'évaporent, voire se dé-
composent. Dans le bâtiment, nous restons dans une gamme de température restreinte, rela-
tivement confortable, à savoir entre -10 et 40°C environ.
Comme l'eau coule de haut en bas, la chaleur passe naturellement de zones chaudes
aux zones froides, en utilisant essentiellement quatre modes de transport :
La
conduction , qui est la transmission de proche en proche de l'agita-
tion moléculaire par chocs entre molécules. Exemple: l'augmentation
de température du manche de la cuillère plongée dans la soupe
chaude.
La
convection , transport de chaleur par transport (naturel ou forcé)
de matière chaude vers une zone froide ou vice versa. Exemple: la
transmission de chaleur de la chaudière aux radiateurs par circulation
d'eau.
Le
rayonnement , ou transport de chaleur par émission et absorption
de rayonnement électromagnétique par les surfaces des corps. Exem-
ples: le rayonnement solaire ou le grill du four.
L'
évaporation-condensation : la chaleur cédée à un matériau pour
l'évaporer est restituée à la surface sur laquelle la vapeur se condense.
La soupe ou le café se refroidit essentiellement par évaporation, et
reste plus longtemps si on pose un couvercle.