Coin Tech
pour faire des choix éclairés
Par où commencer
Quelles questions se poser pour bien isoler ?
Et le confort alors ?
Subjectif, propre à chacun... oui, mais quand même, quand on a froid on a froid !
Gérer l'humidité
Hormis les soucis structurels de résistance ou de stabilité, l'humidité dans les bâtiments est généralement une des pathologies les plus sévères. Elle peut d'ailleurs rapidement compromettre sa solidité, par les dégradations qu'elle occasionne au fil du temps.
Se chauffer et produire son ECS
Des solutions vertueuses existent pour se chauffer et produire son eau chaude sanitaire
Choix des matériaux
Ils sont multiples, manufacturés ou non, ils doivent autant que possible être naturels !
Gérer l'humidité
Hormis les soucis structurels de résistance ou de stabilité, l'humidité dans les bâtiments est généralement une des pathologies les plus sévères. Elle peut d'ailleurs rapidement compromettre leur solidité, par les dégradations qu'elle occasionne au fil du temps.
Traiter les problèmes d'humidité suppose d'en identifier les causes qui peuvent être multiples : infiltrations, remontés capillaires ou hygroscopiques (salpêtre), ruissellements, accumulations, et aussi la condensation... Il faut ensuite les résoudre, vaste sujet !
Infiltrations
Bien que plus "simples" à traiter, puisqu'elles proviennent principalement d'une rupture d'étanchéité de l'enveloppe externe du bâti, elles sont parfois difficiles à identifier.
Il peut s'agir de défauts mineurs de la couverture: une tuile, une ardoise déplacée ou cassée, un recouvrement insuffisant. Des accessoires de toiture (chapeaux de ventilation, fenêtre de toit ...) dégradés. Des matériaux vieillissant ou poreux, rives à rabat ou maçonnées, entourage de cheminée... Une inspection rigoureuse s'impose. Mais encore faut-il avoir l’œil!
Mais souvent les défauts sont plus compliqués ! Savez vous que les effets combinés de la pluie et du vent peuvent conduire à des remontées d'eau à contre pente ? Que des vents forts (ou vents dominants) induisent de telles dépressions qu'ils soulèvent des tuiles sur le versant sous le vent ? Qu'une fuite observée en bas de pente de toit peut provenir d'infiltrations à son somment (au faîtage) ?
L'écoulement dans les interstices entre éléments de couverture est tout sauf intuitif : son cheminement étant rarement celui qu'on pense dû à la pente (par gravité)...
La complexité du diagnostic nécessite souvent l’œil d'un couvreur expérimenté, seul capable d'apporter une solution pérenne.
Remontés capillaires ou hygroscopiques
Les murs anciens en pierre, brique, torchis ou en bauge en font souvent les frais !
Étant par nature inhomogènes, ils présentent de nombreuses entrées d'eau (fissures, micro pores, trous) entre les différents matériaux qui les composent (pierres de différentes natures et tailles, liants en plus ou moins bonne santé, fibres).
Capillaires par nature, ils ont donc tendance à "pomper" l'eau présente dans le sol et trouvent leur équilibre avec environ 3% de leur volume en eau; soit un taux d'humidité compris entre 10 et 15 %. C'est beaucoup mais absolument nécessaire à leur cohésion et leur souplesse. Mais il ne leur faut cependant pas accumuler plus d'eau.
On se munira d'un humidimètre pour contrôler le taux d'humidité des murs.
Pour que des murs anciens restent sains, il ne faut pas bloquer leur perméabilité et leur perspirance (faculté d'évacuer la vapeur d'eau par leurs joints à la chaux) et donc ne surtout pas les étancher par des enduis ciments ou crépis (intérieurs et extérieurs), ni limiter leur assèchement par évaporation à l'extérieur (plantes accolées aux murs).
On évitera également les sols étanches en béton, tant en intérieur (dalle) qu'en extérieur (trottoirs) qui favorisent les remontées d'eau excédentaire du sol, les obligeant à migrer dans les murs (par capillarité) puisqu'ils n'ont pas de fondations profondes (absence de semelle filante). Les murs anciens étaient souvent montés sur des empierrements, pierres de fondation (parfois cyclopéenne) et sont donc en contact direct du sol naturel.
Ces deux points, enduits et sol étanches, favorisent les remontées capillaires qui peuvent entraîner des efflorescences ou du salpêtre (dépôt blanchâtre de sels par évaporation de l'eau à la surface des murs) sur des hauteurs supérieures à 50cm. Elles ne sont qu'inesthétiques en l'absence de béton armé (dont elles peuvent impacter l'intégrité structurelle), mais traduisent un excédent d'eau dans les murs, qui leur est nuisible.
Drainage et hérisson
Tous deux nécessitent de lourds travaux de décaissement.
Drainage, la solution miracle ? non.
Même correctement mis en œuvre en pieds de murs (écarté d' 1m des murs en pierre et assez profond, mais pas trop), il ne résout pas tout, puisqu'il ne sert qu'a évacuer l’eau libre d'accumulation (bassin versant), ou de pluie. C'est déjà ça, mais parfois insuffisant.
Ménagés à même le mur, sous forme de trous (non traversants) répartis, ils favorisent l'assèchement par évaporation. C'est une astuce ancienne, les drains atmosphériques !
Un hérisson agit comme un vide sanitaire en traitant l'humidité du sol. Il prend place sous la dalle du plancher bas. Ancienne dalle béton détruite, il faut décaisser suffisamment profondément pour répandre un lit de petites pierres ou de gros graviers (20-40 mini) sur environ 20cm de hauteur à même le sol. Il peut être ventilé par des tuyaux d'air débouchant à l'extérieur (traitement du radon), mais perdra alors sa faculté d'isolant.
Les matériaux qui s'y superposent (dalle, chape, finition de sol) doivent tous être perspirants, sinon il ne sert à rien. Sa mise en œuvre peut être en autoconstruction, les techniques sont répandues et simples, mais elle est fastidieuse et épuisante si elle inclue le décaissement !
Condensation
Avec nos modes de vie modernes, chaque personne émet en moyenne de 2 à 7 litres d'eau par jour qui se retrouvent sous forme de vapeur dans l'habitat. L'humidité relative (faculté qu'à l'air à contenir de la vapeur d'eau avant qu'elle ne condense) grimpe au-delà du confortable (situé entre 40 et 55%). Il faut donc l'évacuer à l'extérieur, sous peine de dégrader l'isolation (pourrissement ou perte de performances), les finitions et également nuire à notre santé (moisissures, humidité excessive).
La qualité des huisseries récentes limite grandement les fuites d'air. C'est heureux, mais nos habitudes nous amène à trop peu aérer en hiver pour préserver la chaleur ("on ne chauffe pas pour les oiseaux"). De la condensation se produit, il y a saturation de l'humidité relative, et la vapeur d'eau devient liquide au contact des parois froides.
Alors, elle se produit plus l'hiver que l'été ? pas tout à fait !
Dans nos climats, plus la température augmente, plus l'air peut contenir d'eau à l'état de vapeur (humidité absolue). Donc l'été, l'air est plus humide (malgré le soleil), que l'hiver (même si il pleut).
On aère volontiers l'été, l'air chaud entre dans l'habitat, ou bien il est simplement réchauffé à travers les baies (ouvrants) exposées au soleil (SE, S, SO). La nuit, il se condense à l'intérieur du bâti entre l'isolant et l'enveloppe externe (mur, toiture, huisseries) qui se refroidie et aux différents ponts thermiques (encadrements, façades exposées).
L'hiver on chauffe pour garantir notre confort, l'air réchauffé accumule beaucoup d'humidité due à notre présence et à nos usages (lessives, cuisine, respiration) et se condense là aussi au contact des parois les plus froides (murs exposés, simple vitrage, bac acier) et au niveau des pont thermiques.
Il faut alors évacuer cet excédent d'humidité par de la ventilation (VMC) ou faciliter son passage au travers d'isolants, parements et enduits le permettant, donc perspirants.
Là s'ouvrent d'autres chapitres sur le choix des matériaux adaptés, la ventilation...
Choix des matériaux
notamment adaptés aux murs anciens (pierre, brique, torchis, pisé...)
Ils sont multiples, manufacturés ou non, ils doivent autant que possible être naturels !
Naturels, car plus sains (ils ne contiennent pas d'agent chimique), donc bénéfiques à notre santé, durables et à faible impact écologique. Mais ce n'est pas tout, on leur demande aussi d'être performants. C'est l'objet de cet article.
Préambule : Déjà évoqués pour leur tendance à accentuer les problème d'humidité , les enduits étanches en béton doivent être enlevés. Il en va de même pour les isolants synthétiques (polystyrène, mousse PU...) et les parements imperméables qui empêchent la migration de l'air humide (chaud vers froid) entraînant de la condensation sur les parois froides. Ce sont donc des matériaux à proscrire. Ils ne sont pas intégrés aux propos qui suivent.
L'article aborde uniquement l'aspect thermique des matériaux isolants, leur gestion des flux de température T°C. Leur performance comme isolant acoustique fera peut-être l'objet d'un futur article technique à venir.
Les isolant naturels (végétal, animal) sont variés et conditionnés en panneaux plus ou moins rigides (laine de bois, de mouton ), ou en vrac de fibres diverses (ouate de cellulose, paille, chanvre, lin, balle de riz, miscanthus...). Ils sont vertueux, car tous durables, recyclables, à faible impact sur l'environnement et participent aux économies d'énergie. Mais leur usage en rénovation est encore trop souvent considéré comme alternatif (peu de règles Pro ou de certification), donc certains sont mal pris en charge par les aides d’État, voir pas du tout.
Isolants en panneaux, en vrac, banchés, projetés
Ceux en panneaux (ou rouleaux) trouvent leur place verticalement (le long des murs) ou en pente (sous rampant, combles) et nécessitent pour leur mise en œuvre une ossature pour les maintenir.
Ceux en vrac nécessitent des caissons étanches à l'air pour y être déposé ou insufflé (murs, combes) avec une certaine densité pour éviter leur tassement dans le temps.
Ces isolants ne peuvent être laissés nus, leur mise en œuvre nécessitent côté intérieur l'ajout d'un frein vapeur, (d'un vide technique) et d'une finition : parement plaque (ressenti froid), lambris ou enduits (ressenti chaud). Si un espace vide entre l'isolant et le mur est nécessaire, il doit être ventilé pour éviter la condensation. En toiture, une lame de ventilation entre le dessous de la couverture et l'isolant est impérative (elle évacue l'humidité et favorise le rafraîchissement l'été). Un pare pluie peut être nécessaire (site exposé), mais il se pose entre la charpente et la couverture, qui doit donc être déposée puis refaite. Son utilité peut faire débat puisqu'il dissimule l'origine de fuites provenant d'un défaut d'étanchéité de la couverture. Il limite cependant les différentiels de pression (ext/int) et favorise donc la tenu de la couverture par vent fort (et permet parfois l'extension du domaine d'emploi d'élément de couverture à de plus faible pentes).
Ceux banchés (chaux-chanvre, terre-paille, liant-fibres...) nécessitent une structure intégrée dans leur masse s'ils sont trop épais. Ils sont mis en place avec des banches (plaques de maintient, assurant la planéité) déplacées lors du montage puis ôtées. Ils sont ensuite recouvert d'enduits plus ou moins épais, qui offrent selon les matériaux utilisés différentes finitions et qualités (perspirant ou non), mais procurent un ressenti "chaud".
Ceux projetés (chaux-chènevotte, terre-chanvre, terre-paille) se font manuellement (beaucoup d'eau pour leur cohérence, donc un très long séchage) ou par projection par machine (mélange plus sec). Leur efficacité est atteinte pour moins de 10cm d'épais (cf. correcteur thermique). Ils nécessitent aussi d'être enduits et garantissent l'effet de "paroi chaude"
Isolant, béton de chanvre et correcteur thermique
Ils sont indispensables pour favoriser le confort en limitant les dépenses de chauffage.
Mais ils opèrent différemment.
L'isolant évite les déperditions de chaleur, il limite les flux de chaleur qui s'exercent du chaud vers le froid et se caractérise donc par sa faible conductivité thermique (lambda en W/m.K).
Béton de chanvre et correcteur thermique ne présentent pas d'aussi faibles conductivités, donc ils isolent moins bien, mais leur rôle est ailleurs: limiter la sensation de paroi froide (cf. détail plus bas), réguler les ambiance (gestion de l'humidité) et donc diminuer aussi les dépenses de chauffage.
Mieux vaut donc partir sur l'isolant le plus performant ? Pas forcément...
Pour qu'un isolant soit performant il doit emprisonner de l'air immobile en son sein. La performance à atteindre, au sens des réglementations thermiques qui se succèdent (RT2020, RT2012... ), impose des valeurs de résistances thermiques (R en m².K/W) minimales par type de parois (la RT2020 requiert 10 en toiture, 5.5 pour les murs, 4.5 à 6 au sol). Elles sont de plus en plus élevées et se rapprochent de celles des maisons passives (consommation en énergie max de 15 kWh/m² par an). Cela se fait au détriment de la surface habitable, car les épaisseurs d'isolant sont de plus en plus fortes (pour un même isolant).
Deux isolants ayant un même R ne se valent pas ! Entre l'été et l'hiver des différences existent entre matières minérales et végétales (ou animales).
Pour une même conductivité (lambda=0.038W/m.K) et une même épaisseur, laine de verre (celle de roche étant un peu moins bonne) et laine de bois de densités proches ont un même R. Elles isolent donc pareil par du froid. Mais l'été, l'avantage va à la laine de bois, qui par sa forte chaleur massique (le double de la laine de verre) peut accumuler une forte quantité de chaleur (énergie) sans s'échauffer en surface. Il s'en suit une inertie thermique par transmission (la diffusivité) faible : la chaleur met du temps à la traverser (ce qui crée un déphasage) !
La laine de bois, en plus d'être saine et à faible impact énergétique (fabrication, recyclage), emporte donc l'avantage en toutes saisons sur la laine de verre (ou de roche), qui ne peut rien pour nous protéger des chaleurs estivales excessives. Le même raisonnement tient pour les autres isolants naturels.
Si de la condensation se crée, elle dégrade entièrement les performance de tout isolant minéral. Son efficacité est alors nulle. Cela arrive bien souvent (choix ou installation inappropriée).
Par contre, elle peut (dans une certaine limite) être régulée par les isolants naturels tels que la laine de bois (quand même sensible), de mouton, la paille (botte sur chant), le liège (imputrescible), balle de riz (silice). Les autres isolants naturels (ouate de cellulose, autres laines animales et fibres diverses) peuvent parfois pourrir s'ils ne sont pas traités. Bien contrôler leur domaine d'application (tests réalisés, retour d'expérience) pour les utiliser correctement.
Correcteur thermique & béton de chanvre.
Le béton de chanvre est soit banché (produit non manufacturé composé de chènevotte et de chanvre) soit vendu en blocs préfabriqués. Son épaisseur est plus importante que celle d'un correcteur thermique (chaux-chanvre).
Son efficacité comparée au correcteur ne tient que sur cette épaisseur supplémentaire, mais elle reste limitée par le lambda du mélange quasi identique une fois sec : entre 0.09 et 0.14 W/m.K pour le banché et 0.11 W/m.K pour le correcteur.
Il est illusoire d'espérer atteindre les performances d'un isolant naturel (par exemple la laine de bois), leurs lambda étant (selon la densité du mélange et à taux d'humidité de 50%, ref. 01) deux à quatre fois supérieurs à celui de la laine de bois, sauf à augmenter l'épaisseur du béton de chanvre très excessivement (plus du double de celle de la laine de bois). L'intérêt est discutable, ce n'est pas leur but.
Béton de chanvre et mortier de chaux-chanvre régulent rapidement (à l'échelle de l'heure) les variations d'humidité ambiante au travers de phénomène d’adsorption, de désorption et l'amplitude en température au sein du matériau est bien plus faible que pour les autres isolants. Ils bénéficient d'une effusivité faible (vitesse d'absorption de la chaleur). Des changements de phases s'opèrent qui amortissent bien les variations de température extérieure (ref. 02). Ces comportements hygrométriques font qu'ils isolent donc bien, malgré leur R moins élevé.
Leur cohésion au mur ancien (pierre, brique, pisé) crée une continuité capillaire, limitant la condensation à l'interface et qui permet à l'humidité d'être évacuée à l'extérieur (d'un mur non étanche, sans ciment). Les enduits qui les recouvrent doivent donc utiliser des matériaux cohérents et également perspirants (enduit terre, chaux). C'est la quantité de fibre (rapporté au liant) qui procure le caractère isolant. Les dosages impactent directement leur efficacité thermique, hydrique et leur résistance.
Enduits naturels
Les enduits terre, terre-fibres, chaux-fibres, chaux-sable améliorent efficacement la qualité de l'air en gérant son humidité relative. Les transferts d’humidité lors de cycles hydriques créent une chaleur latente dissipée à l’intérieur qui participe donc directement au confort (ref. 02).
Une autre faculté importante est d'avoir une diffusivité faible (temps mis par la chaleur pour traverser le matériau) qui leur confère une bonne inertie (comme le bois). En hiver, la chaleur intérieure est conservée plus longtemps dans l'habitat.
Ces qualités influencent la sensation paroi chaude qui impacte directement le confort ressenti.
En quelques mots (un article plus complet viendra), ceci s'explique car le confort dépend des échanges thermiques entre nous (notre peau) et notre habitat, et notre habitat et son environnement. Ils s’opèrent toujours du chaud vers le froid. Ils se font par convection (mouvement provoqué par différence de température de l'air et des matériaux), par conduction (transfert par contact) mais surtout par rayonnement avec la température des matériaux présents dans l'habitat (flux surfacique qui évolue en T°C à la puissance 4, Stefan-Boltzmann).
De nombreuses recettes éprouvées existent. En chaux-chanvre, les plus simples ont fait leur preuve. A chaque chaux naturelle (aérienne ou hydraulique selon le % argile qu'elle contient) correspond des usages : enduit intérieur, extérieur, exposé ou non, mélangé au plâtre...
D'après les experts du domaine les chaux formulées, malgré les performances affichées, ne sont pas à conseiller en construction car elles sont hydrofuges et rendent les murs imperméables.
L'utilisation de terre (assez argileuse) agrégée à d'autre matériaux, la charge (sable, fibre, pouzzolane), nécessite des tests préalables sur échantillons à différents dosages pour en vérifier la qualité finale (fissuration, poudrage, tenue mécanique).
Pour obtenir de bonnes performances (thermique, acoustique, mécanique), une forte durabilité, et une finition maîtrisée (lisse, étanche, ou même rustique), les recettes et leurs étapes doivent être correctement suivies. Elles sont documentées & généralement accessibles à l'auto-construction.
- ref01: Variation des propriétés thermiques de bétons de chanvre en fonction de la formulation. May 2009. Sylvie Pretot et al. Univ de Bretagne, IUT Génie civil Rennes
- ref02: Synthèse des connaissances sur les bétons et mortiers de chanvre. Nov 2008. Yves Hustache & Laurent Arnaud - https://www.f-r-d.fr/etudes/
Le confort, un ressenti personnel
Bien qu'il soit propre à chacun des notions communes de confort existent belle et bien : N'avoir ni froid l'hier, ni trop chaud l'été
article en cours de rédaction
Se chauffer et produire son eau chaude
Se chauffer au bois, ou en solaire thermique et produire son eau chaude sanitaire, c'est possible.
article en cours de rédaction