ETUDE SUR L'ISOLATION PAR L'EXTÉRIEUR DES BÂTIMENTS

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1 ETUDE SUR L'ISOLATION PAR L'EXTÉRIEUR DES BÂTIMENTS DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE SEPTEMBRE 2009

2 INTRODUCTION Le traitement du bâti existant est un levier majeur de réduction des gaz à effet de serre. L'efficacité énergétique du bâtiment en est l'élément le plus économique, en terme d'euros investis à la Tonne équivalent Carbone économisée. L'isolation par l'extérieur permet d'assurer une efficacité énergétique mais se heurte à la modénature de certaines façades, et au positionnement du bâti en vitrine de l'espace public. A partir de ce constat admis par tous, il nous paraît essentiel de requestionner les réelles valeurs physiques et architecturales de cette technique d'isolatin par l'extérieure, frappée d'un phénomène de mode, qui l'associe immédiatement à des notions de développement durable, d'écologie, d'économie d'énergie, de démarche environnementale...et sourtout, de politiquement correct... L'isolation par l'extérieur, simple élément technique participant à la constitution d'un édifice, seraitil à lui seul le gage d'une valeur architecturale? La charge est bien trop lourde, et la valeur architecturale, dans son sens le plus large, ne peut se résoudre à dépendre d'une solution unique. Il nous faut ainsi réinterroger la thermique des bâtiments et repositionner l'isolation par l'extérieur dans celleci, sans perdre de vue qu'elle vient conditionner la façade et qu'il est nécessaire d'en appréhender les opportunités et les limites. Les problématiques d'isolation par l'extérieur, soulevées par la volonté d'intervenir sur les bâtiments existants, doivent être considérées avec mesure et dans une vue d'ensemble de la question constructive et architecturale. Trois étudiants de l'ecole Nationale Supérieure d'architecture de Lyon, développant différents Masters spécialisés dans les questions d'urbanisme et de dévelopement durable, se sont penchés sur ces problématiques avec passion et intérêt, dans le cadre de l'étude proposée par la Direction Régionale de l'equipement d'iledefrance. Mais le temps imparti à cette étude aura été relativement court, face à l'enjeu et aux voies que l'on peut envisager d'ouvrir. Un temps de maturation et de réflexion, ponctué d'expérimentations et d'analyses semble nécessaire affin d'appréhender le sens à donner à ces pratiques d'interventions sur l'existant. Les compétences de l'architecte sont généralistes et son domaine de prédilection est celui de la concpetion et de la production du bâti. Il possède en cela une vision globale, ce qui lui permet de donner un sens ainsi qu'une cohérence aux réalisations qui lui sont commandées. Son approche associe des connaissances techniques, esthétiques, économiques et sociales. On ne peut envisager les questions de l'isolation par l'extérieure sans penser aux conséquences globales de cette intervention. Si l'on devait restreindre le questionnement à des réponses purement thermiques, on ferait appel à un thermicien, qui saurait apporter une réponse parfaite. Or, en architecture, chaque bâtiment est un prototype. Il lui faut ainsi impérativement une réponse adaptée à son milieu, à sa nature, à ses particularités... L'isolation par l'extérieur est envisagé pour apporter une solution d'émélioration thermique mais son implication va bien au delà d'une réponse technique puisqu'elle modifie aussi l'esthétique et le parti architectural tout en s'inscrivant dans un contexte environnemental et politique. Nous nous attacherons, dans un premier temps, à mieux appréhender l'isolation des bâtiments, à travers la compréhension de la fonction de l'isolation, le choix des matériaux, et la typologie des bâtiments existants isolés par l'extérieur. Puis nous tenterons d'atteindre un niveau de réflexion global qui puisse donner lieu à des choix opérationnels d'interventions. Nous verrons pour cela l'ensemble des exigences techniques liées aux bâtiments, les différentes prescriptions obligatoires qu'ils subissent, mais aussi les valorisations possibles et les leviers d'actions. Enfin, à travers trois fiches synthétiques, nous chercherons à apporter des éléments d'aides opérationnels. DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 2

3 INTRODUCTION II PARVENIR A UN NIVEAU DE REFLEXION GLOBAL 1 APPREHENSION DE L ENSEMBLE DES EXIGENCES TECHNIQUES a LE BATIMENT ET SON ENVIRONNEMENT Eléments Climatologiques Le bâtiment : enveloppe technique PRÉAMBULE : les Enjeux I COMPRENDRE L ISOLATION DES BATIMENTS 1 FONCTION DE L'ISOLATION b LA VARIABILITE ET L INTERDEPENDANCE DES DONNEES Exigence de l approche énergétique Optimisation appliquée à la performance énergétique 2 ENTRE PRESCRIPTIONS OBLIGATOIRES ET VALORISATION a LES QUALITES THERMIQUES A ATTENDRE A ATTEINDRE Confort thermique Capacités thermique d un isolant a LA REGLEMENTATION ET LES AIDES RT 2005 et DPE Incitations Economiques b CE CONTRE QUOI LUTTER Déperditions thermiques Condensation b LES APPELLATIONS : OUTILS DE COMMUNICATION Les Labels La HQE 2 CRITERE DE SELECTION D'UN ISOLANT 3 APPROCHES TERRITORIALES ET RÉGLEMENTAIRES a LES CARACTÉRISTIQUES À PRENDRE EN CONSIDÉRATION Propriétés des produits existants Matériaux d Isolation Synthèse a LES CONTRAINTES Textes en vigueur Intervention sur l existant b LES LEVIERS D ACTION Opportunités de requalification Marges de Manœuvre b LA LOCALISATION DE L ISOLANT AU SEIN DE LA PAROI Ensemble des Solutions Envisageables Avantages et Limites d une Isolation par l extérieur (statique) Synthèse III FICHES OPERATIONNELLES 3 TYPOLOGIE DES BATIMENTS EXISTANTS ISOLES PAR L EXTERIEUR a LES TECHNIQUES ET MISE EN ŒUVRE D ISOLATION PAR L EXTÉRIEUR Solutions Techniques applicables Synthèse b ETUDE D UN PROBLÈME MAJEUR : LES PONTS THERMIQUES Impacts Traitements 1 FICHE SYNTHESE TECHNIQUE : MATERIAUX COMMENT CHOISIR UN MATÉRIAU POUR UNE ISOLATION 2 FICHE SYNTHESE TECHNIQUE : MISE QUELS EN OEUVRE PROCÉDÉS METTRE EN OEUVRE POUR UNE ITE 3 FICHES SYNTHESES D'INTERVENTION : TYPOLOGIE IMPLANTATION IMPOSSIBILITÉS ET VALORISATION CONTAINTES ET CHAMPS D'ACTIONS TABLEAU RÉCAPITULATIF CONCLUSION DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 3

4 ENJEUX pensée, plus il connaît de déperditions thermiques, plus il consomme d énergie. De plus, ces bâtiments non isolés utilisent des énergies dites fossiles, donc responsable des gaz à effet de serre. Généralités à savoir sur le parc immobilier : Le Grenelle de l'environnement 30 millions de logements en France 25 millions de résidences principales logements construits par an A la lecture de ces chiffres, il est important d'avoir conscience que le renouvellement chaque année est de 1% du stock immobilier. L'intervention sur le patrimoine immobilier existant reste donc une part essentielle de l'amélioration de la qualité du bâti français. Si les mesures du Grenelle de l Environnement concernent environ logements neufs par an, les 30 millions de logements individuels et collectifs existants devraient faire l objet de travaux de rénovation thermique... Le Contexte environnemental : Effet de serre A l'origine, l'effet de serre de notre atmosphère est un phénomène naturel bénéfique, sans lequel la surface terrestre aurait une température moyenne de 18 C et non de +15 C. C'est l'amplification du phénomène liée aux activités des hommes qui représente un danger pour l'équilibre de la planète. Effectivement, les activités humaines et en particulier les consommations d'énergie rejetant des gaz à effet de serre en quantité importante dans l'atmosphère, sont aujourd hui sources de dérèglements climatiques. Suite au Grenelle de l'environnement qui s'est déroulé en octobre 2007, de nouvelles mesures devraient apparaître concernant le bâtiment : Les logements privés neufs devraient être soumis à la réglementation THPE, avec un objectif d'un tiers des constructions en basse consommation ou à énergie passive ou positive. Les bâtiments et équipements publics dont le secteur tertiaire devraient être construit en basse consommation (50 kwhm².an) ou à énergie passive ou positive. Les énergies renouvelables les plus performantes seraient systématiquement intégrées : La basse consommation sera généralisée à tous les logements neufs. Objectif 2020 : la généralisation des logements neufs à énergie passive et la construction des bâtiments à énergie positive, donc qui ne consomment pas plus qu'ils ne produisent, voire qui produisent plus qu'ils ne consomment. L intérêt est de faire passer la construction du statut de consommateur à celui de producteur net d'énergie, capable de réinjecter sur le réseau électrique, et répondre ainsi positivement aux enjeux du protocole de Kyoto. Les accords de Kyoto Le protocole de Kyoto, signé en 1997, a pour objectif de réduire de 5,5% les émissions de gaz à effet de serre sur la période par rapport au niveau atteint en 1990, ce qui implique pour la France de réduire ses besoins énergétiques d'un facteur 4. Il faudra donc prendre cet engagement en compte lors de toutes constructions neuves, mais aussi évidemment rénover toutes les constructions existantes, car moins l isolation du bâtiment a été DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 4

5 Enjeux multiples et réalités... L'enjeu commun qui met en cause à la fois l'acoustique, la thermique et la ventilation, a le mérite de donner la priorité à l efficacité énergétique. Mais le risque est de déséquilibrer tout le système constructif, comme chaque fois que l accent est mis sur une exigence sans se préoccuper des autres enjeux. Les situations de contradictions entre les différentes exigences ne sont pas rares, confirmant, là encore, la nécessité de réfléchir à des solutions globales. La maîtrise des coûts énergétiques est donc une priorité. Ainsi une réflexion existe afin de trouver des solutions incitatives : en assouplissant par exemple les contraintes d urbanisme afin de rendre plus facilement possible le choix de l isolation par l extérieur des parois opaques, de permettre qu une assemblée générale de copropriétaires puisse acter la réalisation de travaux d intérêt commun portant sur les parties privatives, ou encore, en matière locative, que les propriétaires bailleurs trouvent un intérêt financier à investir dans des travaux d amélioration énergétique. Les enjeux dans la construction La réhabilitation thermique du parc immobilier existant apparaît comme un point de passage obligé vers le facteur 4, c'est à dire la diminution par 4 de nos émissions de gaz à effet de serre d'ici Il faut ajouter à cela le lourd déficit de logements et d'équipement dans le parc immobilier français, et l'on comprend l'enjeu qui est donné dans la problématique des constructions futures. La démarche laisse place à toutes les réflexions sur des solutions innovantes dans la mesure où il n'existe pas de réponses toutes faites et universelles. C'est ce qui fait à la fois toute la difficulté et tout l'intérêt du questionnement nécessaire dans le domaine de la construction actuelle. Aujourd'hui, la mise en place d'une isolation thermique efficace et le traitement des ponts thermiques vont devenir indispensable pour atteindre les objectifs politiques annoncés en matière de réduction de la consommation d'énergie dans le bâtiment. Il est évident que les solutions traditionnelles existantes ne répondent plus aux critères recherchés et que nous sommes sur la voie du changement de nos habitudes constructives. Les solutions plus ou moins innovantes qui peuvent être proposées actuellement, doivent néanmoins veiller à ne pas dégrader la stabilité du bâtiment ni toucher à la sécurité de ses occupants. Enfin, il faut avoir conscience des risques potentiels pouvant être liés à l'utilisation de solutions de traitement non traditionnelles qui ne bénéficient pas d'une évaluation technique expertisée dans le temps. L'amélioration du patrimoine immobilier existant est un volet important de la politique d'économie d'énergie, et, dans cette amélioration, l'isolation thermique constitue l'intervention la plus durable. Dans le secteur du bâtiment, deux exigences se manifestent nettement depuis quelques années : d'une part plus de sécurité, de garanties pour la santé, de confort, d'espace, et d'autre part des économies d'énergie, d'eau, de ressources naturelles, et la réduction correspondante des rejets dans l'environnement. DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 5

6 I ISOLATION DES BATIMENTS Avant la crise pétrolière de 1973, le concept même d isolation n existe quasiment pas. C est lorsque le budget alloué au chauffage atteint un tarif prohibitif que la question de comment économiser semble surgir. Une politique gouvernementale incite alors à économiser l énergie par deux moyens : l amélioration des rendements des appareils de chauffage et par l isolation. La première réglementation thermique date de 1974 et vise à réduire les déperditions de chaleur. Les logements anciens commencent alors à être isolés par l installation d un survitrage et par l isolation généralement par l intérieur des parois les plus exposées, des toitures et combles. L isolant varie à cette époque entre la laine de verre ou le polystyrène et se présente sous forme de panneaux ou de rouleaux. On remarque toutefois une sensibilité différente selon les pays. Ceux de l Europe du Nord, connaissant donc un climat plus froid qu un pays comme la France, ont engagé des recherches plus poussées concernant l isolation extérieure. Les débuts d une isolation pas l extérieur datent des années , mais le véritable démarrage en France se situerait plutôt dans les années Des désordres rencontrés (les décollements généralisés et les chutes des panneaux isolants) semblent aussi expliquer le manque de succès de cette technique. Les causes seraient pourtant le non respect des avis techniques, mais aussi une concurrence forcenée entraînant souvent un abaissement de la qualité des prestations (associé à des tarifs dégressifs). Il est également à noter que l origine et la nature des matériaux ont attiré l intérêt de pays connaissant un climat froid qui utilisèrent très tôt des isolants d origine végétale. Le sujet actuel reste toutefois d appréhender l isolation dans son ensemble afin de développer par la suite les avantages ou limites d une isolation positionnée vers l extérieur. DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 6

7 CAPACITÉS 1 FONCTION DE L'ISOLATION a LES QUALITES A ATTENDRE A ATTEINDRE CONFORT THERMIQUE Le but de l isolant n est aujourd hui plus uniquement de créer une barrière contre l extérieur durant les périodes de froid ; il est de créer une barrière entre intérieur et extérieur afin d empêcher la chaleur de partir vers l extérieur en période hivernale, mais également d empêcher celle provenant de l extérieur d envahir l intérieur du bâtiment en été. C est cette notion que l on nomme le confort thermique, intégrant par là même le confort d été. De plus, la notion de confort a atteint un certain niveau d exigence. Aujourd hui, le souhait est souvent que la température intérieure soit plus élevée et stable non dépendante des variations climatiques, mais aussi mieux réparties, ou encore que les courants d air importuns soient supprimés. THERMIQUE D UN ISOLANT L efficacité thermique d une paroi, son pouvoir isolant, dépend essentiellement de : la conductivité du matériau représentant sa faculté à isoler thermiquement1. Donc plus sa conductivité est faible, plus le matériau est isolant, et plus il a la capacité de stocker de la chaleur. sa résistance thermique, soit le flux de chaleur traversant la paroi. sa transmission calorifique, c estàdire la résistance de la paroi au passage de la chaleur. Avec la conception bioclimatique, l inertie thermique a également fait son entrée. L Isolation et l inertie d une paroi sont toutefois deux principes différents. Inertie : chauffage en hiver et aération en été. capacité de stockage et de restitution aussi bien de chaleur que de fraîcheur. un des outils principaux de l architecture bioclimatique. permet de régulariser les apports solaires et ceux du chauffage. L inertie est donc la stratégie pour résister aux variations thermiques imposées par l extérieur. Par contre, une trop forte inertie pose problème dans les bâtiments occupés de manière irrégulière, car les parois deviennent alors longues à se réchauffer et offriront un bienêtre thermique qu après un temps pouvant paraître bien long. En plus de l usage, il faudra aussi prendre en considération la région climatique du bâti. Résistance thermique : R=épaisseur e conductivité λ, donc augmentée par l épaisseur DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 1 7

8 S ajoute donc à la qualité thermique d un isolant sa capacité d inertie : sa conductivité thermique. sa chaleur spécifique, soit de sa capacité à emmagasiner la chaleur et ceci par rapport à son poids. sa densité. Plus elle est élevée, plus le matériau mettra du temps à s ajuster à la température extérieure et à la transmettre. Deux notions sont également à prendre en considération afin de parfaire notre connaissance concernant le pouvoir isolant des parois : la diffusivité, soit l aptitude à transmettre rapidement une variation de température. Ainsi, plus elle est faible, plus la chaleur mettra du temps à traverser le mur. Cela sert à gérer le temps de restitution de la chaleur. Par exemple, il est possible de penser un mur en fonction de la chaleur que nous souhaitons avoir dans une pièce en fin de journée. L épaisseur de ce mur sera alors à choisir afin d obtenir le déphasage voulu. De plus, certains isolants, malgré une très faible conductivité thermique, peuvent avoir grâce à leur capacité thermique la possibilité de ralentir suffisamment le flux de calories pour permettre un déphasage jour nuit et participer ainsi grandement au confort intérieur. l effusivité, soit l aptitude à absorber et non plus à transmettre de l énergie. Ainsi plus l effusivité est élevée, plus le matériau absorbe sans pour autant se réchauffer. Exemple : le bois est un matériau à faible effusivité, ce qui explique son emploi comme revêtement intérieur dans les pays froid, tandis qu un produit comme la faïence ayant une forte effusivité, donc mettant un temps plus long à absorber la chaleur, sera préconisé pour les pays au climat chaud. (Trouver un matériau dont Ef est compris entre 0,33 et 0,67 et qui s harmonisent rapidement à leur environnement) Ces termes ont leur importance pour la bonne connaissance des matériaux et donc le bon choix de son isolant. DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 8

9 b CE CONTRE QUOI LUTTER DÉPERDITIONS CONDENSATION THERMIQUES Le véritable problème rencontré est les déperditions thermiques se retrouvant sous trois formes : les déperditions dites surfaciques, soit passant à travers les parois : murs, toiture, et le plus difficile à isoler : les vitres (pouvant être responsables de 60% des déperditions) les déperditions par ponts thermiques, dépendant de la technique constructive utilisée et du système d isolation choisi (pouvant varier de 5 à 25%). Ce point majeur sera développé dans la suite de l'étude. les déperditions par renouvellement d air, donc par les ventilations pourtant indispensables contre l insalubrité de l air intérieur à traiter, mais aussi par toutes percées faites dans les parois comme pour les liaisons entre le mur et les menuiseries laissant des failles par lesquelles l air peut cheminer, les conduits de fumée, ou encore les percées pour passage de gaines électriques L air contient de la vapeur d eau en quantité variable selon la température. La vapeur d eau a pour source les pièces humides (salles d eau et cuisine), mais également la respiration des habitants. Audelà d un seuil ne permettant plus l air de contenir cette eau sous forme de vapeur, et ceci en fonction d une température cette foisci dépassée, l excès de vapeur se condensera alors. Des gouttelettes se formeront sur les parois les plus froides. Mais le véritable problème survient lors des grands écarts entre les températures intérieures et extérieures. L air chargé en vapeur d eau cherche un équilibre avec l air extérieur. C est ainsi qu il pourra traverser les matériaux les plus poreux, dont les isolants. Lorsque l air lors de cette traversée verra sa température baisser jusqu à atteindre son taux de saturation, il passera de l état de vapeur à celui de liquide. Cette humidité s accumule alors dans les parois et provoque des dégradations conséquentes visibles comme dans le cas de moisissures se formant sur les parois, et perceptibles comme l abaissement de l efficacité de l isolant. La pose d un parevapeur, film imperméable, est donc «conseillée» du côté chaud afin d éviter ces traversées. La difficulté rencontrée alors se situe au niveau des raccords de lais ou avec les huisseries, mais aussi au niveau des futurs percements. Ces points concentrent alors une condensation qui sera amplifiée justement par le fait d être non répartie de manière homogène dans une paroi. Déperditions possibles Ces passages d air favorisent les infiltrations possibles, et l eau étant une meilleure conductrice de froid que ne peut l être l air, les capacités de l isolant sont alors anéanties et ceci de manière irrémédiable. DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 9

10 Mise en garde Il faut éviter que les raccords se situent aux mêmes emplacements que les ponts thermiques afin de ne pas amplifier les problèmes (donc par exemple prolonger le parevapeur sur le mur de refend et non l arrêter à la jonction). Il faut également posséder une ventilation performante, car le mur correctement étanche ne peut plus ni absorber, ni restituer les excès de vapeurs d eau et ainsi gérer l air trop humide ou trop sec. L idée n est finalement par de rendre le mur étanche, mais que le degré hygrométrique ne soit pas trop élevé (Le degré hygrométrique de confort se situe entre 30 et 70% d humidité pour une température intérieure de 20. Il ne doit évidemment pas atteindre les 100%, seuil de température où l air est saturé de vapeur d eau). C est alors que le principe de «paroi respirante» peut devenir intéressant. Selon la région climatique, par exemple en Europe du Nord, l utilisation de matériaux poreux, donc avec une capacité hygroscopique élevée, est très développée. Comme matériaux poreux, nous retrouvons du bois, de la terre crue ou cuite, de la pierre, de la chaux, du plâtre Sans ponts thermiques zones qui auraient inévitablement concentré l humidité, l air intérieur pénètre la paroi et s échappe par l extérieur grâce aux enduits poreux utilisés en façade, ou, par capillarité, retourne vers l intérieur mais aux endroits les plus secs pour enfin s évaporer. L intérêt est que l eau sorte plus rapidement du mur qu elle n y entre afin de ne pas avoir le temps de détériorer la paroi. Mise en garde Les parois ne sont évidemment pas traitées de manière étanche, sinon l air ayant pu pénétrer le mur par des failles ne pouvant plus faire le cheminement opposé comme précédemment expliqué, ne peut plus s évaporer et se retrouvent alors captif. Une attention particulière est donc à prêter à l utilisation des paresvapeur. Pour améliorer ce système, donc une fois la paroi constituée d un matériau d une bonne capacité hygroscopique, il est important de le compléter au moyen d une ventilation soit naturelle, soit mécanique. Ensuite, les enduits et parements des deux parois doivent montrer une résistance à la diffusion de la vapeur d eau. Ceux destinés aux parois intérieures doivent être soigneusement choisis selon ce critère, tandis que ceux extérieurs offrent toujours cette caractéristique. Les normes françaises définissent la perméabilité des isolants à la vapeur d eau par leur résistance au passage de cette vapeur d eau. Un calcul permet ainsi de savoir si un parevapeur est nécessaire. Concernant la résistance des matériaux à la diffusion de la vapeur d eau, il est parfois plus judicieux pour les réhabilitations d opter pour un freinevapeur, car il est souvent délicat de calculer la résistance des matériaux sur de l existant. DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 10

11 2 CRITERE DE SELECTION D'UN ISOLANT a LES CARACTÉRISTIQUES À PRENDRE EN CONSIDÉRATION PROPRIÉTÉS DES PRODUITS EXISTANTS Les caractéristiques thermiques des matériaux : La masse volumique La conductivité thermique La chaleur spécifique La capacité thermique (volumique) La diffusivité thermique L effusivité thermique En plus des qualités de l isolant choisi en fonction de ces caractéristiques et d une zone géographique ayant un climat spécifique, il faut bien évidemment faire attention aux performances de chaque matériau composant une paroi et non seulement à celle de l isolant, mais également de leurs épaisseurs. Plus un isolant est épais, plus les déperditions sont réduites, mais plus le coût augmente également. Il est plus censé de déterminer une épaisseur optimale en évaluant le prix de revient annuel de l ensemble, à savoir si le gain provoqué par les moindres besoins en énergie de chauffage amortit réellement le coût de l isolant, car proportionnellement surtout les premiers centimètres d isolant sont utiles, mais non suffisant. Mais aussi : Le comportement au feu La perméabilité à la vapeur d eau Le comportement aux prédateurs La stabilité (dilatation ou gonflement) Les réactions aux agents biochimiques (imputrescible ) L impact sur l environnement (recyclage, principale pollution, énergie grise, ressource renouvelable ou non) L impact sur la santé L idée est de rechercher un matériau ayant une capacité de conduction la plus faible possible. Pour exemple, le vide est un mauvais conducteur, donc placé entre deux parois, l une chaude et la deuxième froide, il localise dans son espace un échange de calories opposées. Mais l air conservera sa capacité isolante seulement s il est immobile. La solution trouvée a alors été de créer un isolant composé de nombreuses alvéoles de taille minimale afin d emprisonner un maximum d air et d ainsi le figer. Ceci explique aussi l épaisseur importante nécessaire des isolants devant enfermer un maximum d air. Il faut donc choisir un isolant, mais aussi un matériau possédant une forte inertie, tout en prenant évidemment en compte la rapidité avec laquelle la température superficielle d un matériau se réchauffe (principe de l effusivité thermique). DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 11

12 MATÉRIAUX D ISOLATION Divers isolants existent actuellement et non plus seulement la laine de verre ou le polystyrène. Nous trouverons donc quatre grandes typologies d isolants : les minéraux les synthétiques les végétaux et ceux d origine animale L impasse sera faite sur les isolants réflecteurs (à base d aluminium et de mousses synthétiques à cellules fermées) dont le seul avantage est d être minces. Leurs performances thermiques restent aujourd'hui très controversées. Plusieurs critères définissent le choix judicieux. Outre le coût, l efficacité d un produit selon les points principaux vus précédemment, la facilité de mise en œuvre et le degré de technicité, la compatibilité et la complémentarité entre les différentes couches de matériaux, existe aujourd hui une exigence au niveau de l impact sur l environnement et sur la santé. Il est toutefois facile de remarquer que les notions de coûts mènent encore la vie dure à celles d écologie et que les critiques se contredisent selon le parti pris de chacun. Rappelons qu un matériau peut être appelé naturel, donc d origine végétale ou animale, mais ne pas être considéré comme étant écologique. Un matériau écologique signifie : que peu d énergie est nécessaire à sa fabrication, mais également à son transport que les matières premières sont facilement renouvelables qu il peut être recyclé ou réutilisé DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 12

13 Les isolants minéraux comprennent : Les isolants synthétiques comprennent : l argile expansée les laines minérales : laine de roche, laine de verre la perlite et la vermiculite le verre cellulaire Les points négatifs : Les laines minérales sont classées comme étant potentiellement cancérogènes. La laine de verre développe des champs électrostatiques. Le verre cellulaire est quant à lui lié à des produits susceptibles d être cancérogènes. La perlite et la vermiculite sont conseillées pour leur incombustibilité. Le désavantage de ces roches est le coût et leur réaction à l humidité (augmentation du volume). Commentaires : Le verre cellulaire est reconnu pour l isolation des toitures terrasses, mais son coût en limite l utilisation à cette localisation. Les laines minérales, malgré les controverses concernant leurs effets sur la santé, sont encore les isolants les plus utilisés en raison de leur coût. les les les les mousses uréeformol, phénoliques et de polychlorure de vinyle polyesters polystyrènes expansés et extrudés polyuréthanes Les points négatifs : Les mousses uréeformol, phénoliques et de polychlorure de vinyle, considérées comme très nocives, ont aujourd hui disparu du marché. Le polystyrène expansé est instable dans le temps et à la chaleur, donc connaît une perte de volume. Commentaires : Le polyuréthane est considéré comme le meilleur isolant thermique. Le polystyrène extrudé et le polyuréthane sont couramment utilisés pour l isolation extérieure en raison de leur insensibilité à l eau, de leur bonne tenue à la compression et de leur faible coût. Ensuite, selon les sources, le polystyrène est déconseillé car décrit comme non recyclable et ayant un impact sur la santé, tandis que le polystyrène extrudé est suspecté d être destructeur de la couche d ozone 2. Etant de plus une ressource non renouvelable, il est également dépeint comme le plus mauvais choix en construction écologique. Une seconde source3 parle du polystyrène comme étant le matériau le plus efficace, ce qui ne contredit nullement JeanPierre Oliva, mais elle ajoute qu il est entièrement recyclable et ne dégage aucune substance nocive en cas d incendie. L Isolation Ecologique, JeanPierre Oliva, Terre Vivante, 2001, Polystyrène expansé et Développement Durable?, Bruno Berger, Claude Dumas, Valérie Michel, Eyrolles, DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE

14 L idée n est donc pas de trancher entre deux discours, mais il est logique qu une personne concernée par les questions écologiques puisse orienter son choix vers d autres matériaux. Il faudrait aussi se demander si le coût entre produits synthétiques et végétaux (ou animal) était similaire, qu elle serait alors le choix des maîtres d ouvrage et les conseils des maîtres d oeuvre. Les isolants végétaux comprennent : les produits issus du bois : les granulats de bois minéralisés, le bois feutré, les fibragglos, la fibre de bois, la laine de bois, le liège expansé, la ouate de cellulose le chanvre la laine de coco la laine de coton le lin les roseaux Les points négatifs : La ouate de cellulose et la laine de coton sont des produits recyclés issus du papier journal et d anciens vêtements. La première est décrite comme la moins écologique, mais semble être considérée comme celle présentant le meilleur rapport qualitéprix. Le bois dit feutré, ou encore le liège expansé, sont déconseillés en raison de leur coût élevé dû essentiellement à leur présentation sous forme de panneaux. Il est alors conseillé de les utiliser pour des destinations particulières auxquels les autres isolants ne peuvent répondre, car ses qualités sont toutefois reconnues. La laine de coco est déconseillée si la situation géographique exclue ce composant des matières premières du pays. Le transport sur des longues distances rend cette solution absurde pour un pays européen. Les roseaux sont quant à eux des ressources limitées et sont essentiellement intéressants pour les restaurations de toiture appartenant au patrimoine. Le chanvre est une ressource renouvelable, mais encore limitée. DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 14

15 Commentaires : Les produits utilisés pour l isolation extérieure sont essentiellement ceux issus du lin et du chanvre. De plus, ils sont considérés comme les plus écologiques. Ils sont préconisés pour les isolations extérieures soit en vrac, soit sous forme de panneaux semirigides à placer entre des éléments d ossatures existants. De plus le lin possède une grande capacité à absorber et restituer l humidité et est adapté aux constructions bois, ossatures bois ou aux constructions en dures. Le chanvre est quant à lui perméable à la vapeur, donc peut se dispenser de parevapeur. Il est également thermorégulateur. Le chanvre et le lin sont considérés par les écologiques comme le meilleur compromis technique, économique et écologique. Les isolants d origine animale comprennent: la laine de mouton la plume de canard Les points négatifs et commentaires : La laine de mouton peut se présenter en vrac, en écheveau, en rouleau ou en panneaux semirigides. Mais seuls les présentations en vrac ou en panneaux peuvent être utiles à l isolation extérieure. Sa capacité d absorbation dispense de l ajout d un parevapeur. Son coût est encore élevé. Le classement au feu moyen de la plume de canard, mais aussi sa composition à 20% de fibres synthétiques ne lui permettant pas d être recyclée. DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 15

16 SYNTHÈSE Il ne faut pas oublier non plus que certains produits sont déconseillés pour certaines localisations. En effet, la localisation de ces divers isolants varie selon deux points : selon le type d isolant, certains ne correspondant pas à une utilisation en isolation extérieure. la forme finale (vrac, panneaux rigides, ou semirigide, ou encore en rouleau). Par exemple, un matériau présenté en vrac sera souvent utilisé aussi bien pour les toitures que pour les murs extérieurs, tandis que présenté sous forme de panneaux, sa destination sera plus prisée pour les murs. Cette généralité concerne essentiellement les isolants d origine végétale. Exemples de localisations selon leur conditionnement Le liège Liège expansé en granule pour toit en panneaux pour murs et toitures Le chanvre Le lin en vrac pour murs et toitures en panneaux pour les murs en vrac pour murs et toitures en panneaux semirigides pour les murs Le roseau en panneaux pour toiture et murs Laine de mouton en vrac pour toitures et murs en panneaux semirigides pour murs De nombreux matériaux ayant fait leurs preuves durant les siècles passés, ne sont pas normalisés aujourd hui, mais continuent d être utilisés dans les cas d autoconstructions. L avantage est indéniablement son faible coût. L inconvénient reste l impossibilité d être assuré. Les copeaux et la sciure de bois, la paille mélangé à de la terre (cf murs en torchis ayant fait leurs preuves ), ou encore le luffa cylindrica, cucurbitacée tropicale ayant les mêmes avantages que le polystyrène mais revêtant un aspect écologique en plus en sont l exemple. Les produits synthétiques ou ceux issus du bois sont critiqués pour leur mode de production ou pour les liants nécessaires à la confection. Les isolants végétaux considérés comme écologiques ou ceux d origine animale subissent toutefois également des traitements complexes afin de les nettoyer, de les rendre ininflammable, d éloigner les insectes ou autre, puis de les associer avec d autres fibres non végétales, qui peuvent faire relativiser les argumentations des écologistes endurcis. Tout isolant homologué, aussi sain estil décrit dans les fiches de déclarations environnementales et sanitaires des fabricants a connu des traitements et comporte des additifs. Il est vraisemblable que les isolants végétaux ne présentent pas les risques pour la santé que révèle la majorité des isolants minéraux ou des isolants synthétiques. L exemple de l amiante ayant sûrement aidé à se tourner vers des isolants pensés comme plus sains. Un problème se situe toutefois avec tout produit «nouveau». Un produit d origine végétale incite à la confiance, et est pensé comme plus sain qu un autre. Mais il est décrit comme étant sans effet négatif connu sur la santé car le recul pour une analyse sur le long terme n existe tout simplement pas. Il est d un côté, indispensable de poursuivre les recherches concernant de nouveaux matériaux, de nouvelles techniques, et d être en corrélation avec les préoccupations de son temps. Mais estil DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 16

17 réellement nécessaire de créer des idées reçues en critiquant systématiquement les produits ayant fait leurs preuves? Par exemple en insistant sur le fait que le polystyrène expansé est issu de la pétrochimie, donc d une ressource non renouvelable, sans jamais préciser que sur une extraction annuelle de pétrole brut, moins de 0,1% est utilisé pour ce matériau considéré comme le plus performant et dont le but est finalement aussi d économiser cette fameuse énergie non renouvelable. De plus, sa matière première est le naphta, soit un dérivé de raffinage du pétrole brut qui ne peut être utilisé comme combustible, donc qui devrait sans ceci être considéré comme un déchet, soit une pollution nouvelle à régler. Néanmoins, si chaque élément issu de la pétrochimie faisait usage d un tel discours, il serait délicat d aider les mentalités à s ouvrir vers des expérimentations autres. L'étape semble pourtant indispensable pour les générations à venir, face à cette ressource non renouvelable. Le véritable défi des chercheurs, fabricants, distributeurs devrait finalement être le cycle de vie des produits. Mais il est facile de remarquer que ceci n est pas toujours évident. Un artisan interrogé, explique qu il lui a été demandé et ceci à une seule reprise un devis pour une isolation en laine de chanvre, pour finalement choisir une laine de verre au prix plus abordable. Malgré les enjeux, d un côté les professionnels travaillent avec des matériaux qu ils connaissent et sont peu enclins à la curiosité, d un autre les tarifs n aident pas les maîtres d ouvrage à être gagné par le courage d éviter les matériaux à la réputation pourtant peu engageante. Les fiches techniques des fabricants manquant d informations, la certification française nommée l ACERMI4 sera toutefois la plus complète pour les matériaux isolants (catégorie ISOLE). Elle donne en plus de la résistance thermique, quelques caractéristiques supplémentaires concernant les matériaux : leur résistance à la compression leur comportement à la déformation leur capacité à absorber l eau leurs propriétés en cohésion et flexion leur faculté de s opposer au passage de la vapeur d eau Mais il manque encore5 : leur capacité thermique détaillée des renseignements sur la perte de résistance en présence d eau et sur la durabilité de ces performances des informations lisibles et comparables entre les différents produits sur l énergie grise dépensée (quantité d énergie nécessaire à la production d un matériau, soit depuis sa récolte, jusqu au transport). Seules des déclarations environnementales et sanitaires FDE&S conforment à la NFP sont reconnues par les référentiels de certification de bâtiments. Elles reposent sur l ensemble du cycle de vie et présument d un travail transparent non biaisé. Association pour la CERtification des Matériaux Isolants La conception bioclimatique, Samuel Courgey, JeanPierre Oliva, Terre Vivante, 2001, DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE

18 En plus de la connaissance des différents types de produits, d autres facteurs peuvent entrer en jeu pour faire un choix : l épaisseur disponible sur le marché pour les produits considérés comme intéressants l encombrement disponible la mise en œuvre le retour sur investissement, soit le remboursement le plus rapide du coût des travaux d'isolation par les économies de chauffage cumulées au cours des années. En terme de rentabilité il faut préciser que le temps de retour sur investissement est fonction du cœfficient K initial de la paroi à isoler. Moins isolante sera la paroi au départ, plus rapidement l'investissement sera remboursé. Par contre, l'isolation d'une paroi déjà performante sera évidemment plus difficilement rentabilisée. b LA LOCALISATION DE L ISOLANT AU SEIN DE LA PAROI A l'inverse des bâtiments anciens, les façades modernes sont rarement monolithes. Elles possèdent généralement plusieurs couches assurant chacune une ou plusieurs fonction. Ce complexe présente en principe : la peau extérieure : l'étanchéité à l'eau, à l'air, la résistance mécanique superficielle et l'aspect la peau intérieure : la finition rigide et la correction acoustique du local le corps intermédiaire : la couche structurelle globale, la protection hygrothermique et phonique Quant au positionnement le l isolant dans ce complexe, plusieurs solutions sont possibles. ENSEMBLE DES SOLUTIONS ENVISAGEABLES Quatre solutions sont possibles selon si le bâtiment est neuf ou existant : l isolation répartie (avec les monomurs) l isolation entre deux parois (murs doubles à isolation médiane) l isolation par l intérieur l isolation par l extérieur (dont l isolation pariétodynamique) DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 18

19 Isolation répartie ou entre deux parois L isolation extérieure pariétodynamique Les deux premières solutions sont adaptées pour les constructions neuves, bien que les quatre soient envisageables. L'isolation répartie est réalisée par des éléments de maçonnerie à la fois isolants et porteurs comme par exemple le béton cellulaire, auxquels il ne manque que les couches d enduits intérieurs et extérieurs. Il faut cependant lui inclure des renforts (chaînages, appuis...) qui sont plus conducteurs et doivent être isolés spécifiquement. Avec l isolation entre deux parois, la plupart des problèmes liés aux types d'isolation par l'extérieur et par l'intérieur sont résolus, mais le principe même de cette paroi est plus complexe. Le concept est de créer un vitrage simple, puis un double vitrage avec un espace ventilé au centre. L effet de serre entre ces deux plaques est ventilé et évacué. La façade est en fait transformée en échangeur de chaleur. Un espace créé dans la paroi laisse circuler l air. Celuici fait un échange de chaleur avec les éléments solides de cette paroi. Le but est de préchauffer l air neuf. L'isolation pariétodynamique consiste en doubles parois reliées à un système de circulation d'air qui peut être dirigé sur l'intérieur ou sur l'extérieur, selon la saison, et, éventuellement connecté à une pompe à chaleur. L air se déplace de l extérieur vers l intérieur, avec un Elles ont toutes deux l avantage de pratiquement supprimer les ponts thermiques, mais aussi de permettre un bon transfert de la vapeur d eau, et donc d éviter les problèmes de condensation à l intérieur de la paroi. Elles permettent de conserver également une seule technique pour la construction de l ensemble des parois d une même construction. Afin de faire un choix entre les deux, il est judicieux de se renseigner sur le savoirfaire des artisans locaux, mais aussi de prendre en compte l environnement climatique. Le choix dépendra aussi des finances, de l appétence et de la possible volonté écologique du maître d ouvrage et du maître d oeuvre. Isolation par l intérieur ou par l extérieur Pour les rénovations, les deux dernières solutions sont prescrites. Le choix dépend avant tout des paramètres hygrothermiques (températures, tension de vapeur et volant thermique) des parois existantes et des objectifs thermiques que l on souhaite atteindre. Le système d'isolation réalisé par l'intérieur du bâtiment est le plus répandu en France. Il présente l'avantage d'une mise en oeuvre aisée, mais l'interruption de l'isolation aux jonctions entre parois génère comme nous l avons vu auparavant d'importants ponts thermiques. mouvement ascendant, grâce à une légère dépression générée par la ventilation mécanique contrôlée. DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 19

20 Par exemple, les parois massives en matériau à forte capacité thermique (brique, terre, béton) et non isolées par l'intérieur, contribuent à amortir les variations de températures dans les locaux. Pour bénéficier quand même de l'effet d'une isolation en hiver, et de l'inertie en été, il faut créer un vide pariétodynamique entre l'isolant et le mur à grande capacité, de façon à récupérer l'air tempéré derrière l'isolant en été. Sa performance n est pas prise en compte dans les RT, mais seulement dans les études thermique dynamique. Cette technique est à prévoir en phase conception et non après. LES AVANTAGES ET LIMITES D UNE ISOLATION L EXTÉRIEUR (STATIQUE) PAR Avantages de l isolation extérieure par rapport à l isolation intérieure: Confort et efficacité: Apporte un bon niveau d isolation et réduit fortement le nombre de ponts thermiques Forte inertie (inconvénient si utilisation intermittente) apportant un confort d hiver et augmentant le confort d été en évitant les surchauffes et en emmagasinant la chaleur durant la journée dans l épaisseur des murs pour la rediffuser la nuit venue Réduit les infiltrations d air Permet de solutionner le manque d'étanchéité à l'eau de certaines maçonneries Préserve le mur des chocs thermiques (sauf contreindication) et lui assure ainsi une durée de vie plus importante qu une isolation intérieure Bilan environnemental de moyen à très bon selon les matériaux utilisés et l efficacité effective de l isolation Cette technique s'adapte à la réalisation de maisons basse consommation ou de maisons passives. DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 20

21 Esthétique : Pas de risques de condensation6, donc pas de moisissures ou de tâches, car l isolation élève la température du mur (esthétique et confort); Permet en cas de fissurations ou de décollement d enduits sur maçonnerie de résoudre par un procédé d isolation par l extérieur dont l enduit ou le parement possède une bonne tenu dans le temps ; Possibilité d améliorer l esthétique d un bâtiment en retravaillant la façade et d ainsi redonner une image à une façade, voire même harmoniser une rue ; En cas de rénovation, des avantages supplémentaires sont à noter : la possibilité d isoler, et ceci avec une facilité de mise en œuvre, les soubassements jusqu aux fondations ce qui est impossible en rénovation avec une isolation intérieure ; la possibilité d être exécutée tandis que le bâtiment est habité ; la possibilité de profiter d un ravalement de façade pour intervention et ainsi associer les opérations d isolation, d étanchéité et de ravalement ; la possibilité de répartir les travaux par phases en intervenant mur par mur et ainsi de répartir les coûts ; Aucune perte de surface habitable, ce qui avantage propriétaire ou locataire. Limites de l isolation extérieure : La gamme d isolant est bien plus réduite que pour l isolation intérieure Travaux demandant un vrai savoirfaire Travaux à éviter durant les saisons froides Obstacles techniques et architecturaux Une trop forte inertie est à surveiller selon les cas Une attention particulière est à porter au niveau des baies pour éviter les ponts thermiques La nécessité de déplacer les systèmes occultants extérieurs Le manque de connaissance et donc de garanties à donner dans certain cas concernant l incidence de l isolation sur le comportement hygrométrique. L obligation de conserver, pour raisons architecturales et esthétique, l aspect extérieur des bâtiments que ce soit pour des pierres apparentes ou un alignement à respecter Les difficultés d adapter des techniques à des supports non plans ou fragiles, par exemple sur des murs en pisé, ou sur un mortier possédant de faibles caractéristiques mécaniques. Un bâtiment assez ancien avec structure extérieure maçonnée et structure intérieure en bois, et non pas forcément en béton, si isolé par l extérieur, cela peut provoquer un choc thermique. L isolant rompt sa pérennité et peut créer une fragilisation des structures. L isolation intérieure peut quant à elle entraîner des problèmes de condensation si les systèmes mis en œuvre ne suivent pas précisément les DTU et les Avis Technique. 6 DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 21

22 Les recommandations : éviter les contrastes importants concernant les teintes souvent variées apportées aux façades soigner particulièrement le traitement des façades orientées au Sud et à l Ouest de procéder à un relevé systématique et soigné afin d ajuster les profilés d encadrement ou bavettes de stabiliser sa technique de pose par le moyen d un échafaudage de prendre en compte les effets du vent, et donc le climat de la région concernée et l implantation du bâtiment de garantir la qualité de l isolation par une préparation du support dans les règles de l art Les conseils principaux au niveau de l entretien semblent : d éviter les dégradations en maintenant une distance entre jeux ou stationnements et le bâti de maintenir un système de ventilation (même si la condensation sur les parois froides n existe plus comme avec l isolation intérieure) à entretenir régulièrement le contrôle de l aspect pouvant renseigner sur le problème : à savoir s il n est qu esthétique ou touche à la bonne efficacité de l isolant. Les zones principales à contrôler sont, en plus de l aspect général, les soubassements, les parties hautes et leurs protections, les angles du bâtiment, les baies, joints, et les déformations que ces parties ont pu SYNTHÈSE Plutôt utilisée jusqu à présent dans l Europe du Nord, l isolation par l extérieur représente aujourd'hui 7% du marché de l'isolation en France et se pratique principalement sur des marchés de logements collectifs et de réhabilitation. Cette technique modifiant complètement l aspect extérieur du bâtiment n est pas toujours applicable. Il faut donc consulter les règles d urbanisme de la commune pour prendre connaissance des contraintes esthétiques s appliquant aux façades. Sa mise en oeuvre fait appel à des entreprises spécialisées. L isolation par l extérieur est plus étanche à l air que le doublage par l intérieur, donc permet ainsi de déplorer moins de déperditions sur l enveloppe du bâtiment. subir. La solution est alors de faire appel à un professionnel. DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 22

23 Cette solution vient d ailleurs des recherches sur la conception bioclimatique tandis que l isolation par l intérieur présentant de trop rares avantages dans ce type de réflexion est absente des exemples. Elle est particulièrement efficace pour les immeubles à plusieurs niveaux, car elle permet de réduire les ponts thermiques entre les liaisons dalles et façades. Elle est à privilégier pour les murs exposés au nord, voire à l est et à l ouest pour les murs ne possédant pas d huisseries, auquel cas le risque de ponts thermiques accroîtrait. Isoler les murs pignons exposés au vent et aux intempéries est d ailleurs toujours intéressant thermiquement. Mise en garde L isolation extérieure ne sert pas à cacher des défauts, mais à améliorer le quotidien. Ainsi, suite à la découverte de problèmes d humidité, toute pose d isolant est à proscrire avant l identification de la cause : remontée capillaire provenant du sol, infiltration d eau de pluie, fuites de descentes d eau ou de gouttières. Par la suite, si aucune solution n est envisageable (impossibilité de drainer ou d injecter une barrière capillaire ), il est alors indispensable de placer une lame d air ventilée entre l isolant et le mur. Ainsi malgré les nombreux avantages, il est important d évaluer la pertinence de ce choix. En effet, une façade présentant trop de reliefs ou d ouvertures car il ne faut pas oublier que les excroissances : balcons ou bowwindows, sont autant de ponts thermiques à solutionner, révèlent des difficultés dans la mise en œuvre de cette technique. Une attention particulière est également à porter sur les menuiseries : si elles ne sont pas dans la continuité de l isolant, cette solution crée de nouveaux ponts thermiques dans une zone à haute déperdition. Il est également à noter que les angles saillants rendent la paroi moins performante. DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 23

24 3 TYPOLOGIE DES BATIMENTS EXISTANTS ISOLES PAR L EXTERIEUR a LES TECHNIQUES ET MISE EN ŒUVRE D ISOLATION PAR L EXTÉRIEUR Pour toute isolation par l'extérieur, il faut impérativement une couche de protection à cet isolant. Celuici peut être en polystyrène expansé, laine minérale, laine de chanvre, la condition est toutefois que sa résistance thermique soit supérieure à 1 m² KW. SOLUTIONS TECHNIQUES APPLICABLES Le principe est celui d un mur manteau. Le mur est constitué d une structure. Vers l extérieur de ce mur est placé un isolant thermique. Ce dernier est ensuite recouvert d un revêtement de protection et de finition manufacturé. Le mur peut être maçonnée, en béton banché ou préfabriquée en filière sèche : ossature bois ou acier et panneaux. Technique de mise en oeuvre : L isolant est collé ou fixés (manuellement ou mécaniquement) sur la façade et recouvert d un enduit armé propre au système. Mur Colle ou fixation manuelle ou mécanique Isolant Enduit de base Treillis d armature en fibre de verre Enduit de finition. Enduit mince et enduit hydraulique sur isolant : Isolants le plus couramment utilisés : Polystyrène expansé ignifugé Laine de roche DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 24

25 Vêture et vêtage : Bardage : Isolants le plus couramment utilisés : Polystyrène expansé Polystyrène extrudé Laine minérale Polyuréthane La couche de protection est une peau externe rigide et étanche pouvant être : en métal (acier galvanisé laqué, aluminium, cuivre, zinc, inox...) en terre cuite émaillée, en pierre mince en verre opacifié par dépôt métallique ou plastique en matériaux de synthèse plan ou thermoformé en dérivés de bois, en composite organique (polyester, fibre de verre...) ou minéral (Béton Haute Performance, fibreciment...) Technique de mise en oeuvre : Cette peau est plane et elle est : soit accrochée directement sur le mur à travers l isolant, ce que l on nomme alors un vêtage, soit formée en cassettes et garnie en usine d'un panneau isolant. L isolant et le parement forment alors un complexe solidaire qui se fixe mécaniquement sur la façade par des vis et des chevilles, ce que l on nomme la vêture. Isolants le plus couramment utilisés : Laine minérale ; Polystyrène expansé ; Liège. Technique de mise en œuvre : A l'origine, les bardages extérieurs sont des systèmes de couverture de toit appliqués verticalement contre un mur. Une ossature est fixée sur la façade et les éléments manufacturés du parement sont à leur tour fixés sur cette structure. L isolant est placé entre le mur et le parement dont il est séparé par une lame d air continue et ventilée d au moins 2 cm d épaisseur pour éviter les points de condensation. L ossature, en bois, métal ou PVC, est fixée au mur (souvent au moyen de pattes métalliques chevillées ou de vis traversantes et invisibles). Elle est en général décalée du support par des pattes métalliques pour placer l isolant thermique (panneaux ou rouleaux semirigides) maintenu au mur au moyen d ancres PVC. Les matériaux de parement les plus courants sont : la tuile, l ardoise, le zinc, l aluminium, les carreaux de céramique, le bois. DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 25

26 SYNTHÈSE L accrochage de la peau extérieure est rendu difficile par l'éloignement de la couche structurelle ce qui implique d'installer des attaches métalliques ponctuelles ou de trouver une adhérence à l'isolant rigide par relief rainuré ou collage. L intérêt est pour les bâtis existants de ne pas refaire tout le revêtement intérieur, de ne pas perdre de la hauteur sous plafond comme cela serait le cas avec un isolant intérieur, et de conserver ainsi l esthétique des chevrons apparents. Les ponts thermiques sont également évités contrairement à une isolation coincée entre l ossature et présentant alors inévitablement des failles. Les systèmes d isolation thermique par l extérieur sont classés par l ACERMI, catégorie revetir. Ces classements tiennent compte de la facilité de réparation ou de remplacement, de la fréquence d entretien nécessaire, de la résistance aux effets du vent, de l étanchéité à l eau, de la tenue aux chocs et poinçonnements, du comportement au feu, et de la résistance thermique. Avant tout choix, il convient évidemment de réfléchir à la pérennité des matériaux, à leur vieillissement et leur entretien. L isolation par l extérieur offre un champ important d expérimentations possibles, et une variété d aspects s étendant du traditionnel au moderne, ce qui la rend par exemple compatible pour la rénovation de maisons anciennes. Par contre, le choix des techniques sera évidemment variable selon les régions. Par exemple à Paris, on utilisera dans le cas de rénovation essentiellement les enduits ou vêtagesvêtures, techniques ne modifiant pas complètement l aspect extérieur des bâtiments. L importance de la couleur est également à retenir. Les couleurs claires absorbe effectivement moins la chaleur qu une couleur foncée. Autres avantages, cela accrut le confort d été, mais permet aussi de conserver une meilleure luminosité au niveau de la rue. L isolation extérieure concerne également le toit et le sol. Mais il est impossible d isoler par l extérieur un sol sur terre plein autrement que lors de la construction. Concernant les toits, l isolation se fera obligatoirement par l extérieur pour les toitures plates. Pour les toitures inclinées, il est possible en cas de rénovation d isoler par la toiture en posant l isolant sur les chevrons et d ainsi isoler en continu. DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 26

27 b ETUDE D UN PROBLEME MAJEUR : LES PONTS THERMIQUES Les déperditions posant les problèmes le plus récurrents sont celles ponts thermiques, car l isolation des bâtiments ne peut être continue et homogène. Un pont thermique est une partie de l'enveloppe du bâtiment où la résistance thermique, par ailleurs uniforme, est sensiblement réduite par une absence ou un dégradation locale de l'isolation, et donne lieu à d'importantes fuites de chaleur vers l'extérieur. Les ponts thermiques dépendent du système constructif (béton, parpaing, ossature légère ), de la géométrie du bâtiment (forme et volume), mais aussi du niveau et type d'isolation des parois (cf localisation). On les localise généralement aux jonctions entre deux parois, mais ils sont également présents au sein des parois ellesmêmes. Il existe deux familles distinctes de ponts thermiques dans le bâtiment: les ponts thermiques des liaisons (PTL) les ponts thermiques intégrés (PTI) Les premiers sont généralement dus à l'interruption de l'isolation au niveau des liaisons entre les parois du bâtiment. L'exemple type est celui de la liaison entre une dalle et un mur isolé. L'interruption de l'isolation constitue alors un chemin privilégié pour la fuite de la chaleur vers l'extérieur du bâtiment. Les ponts thermiques intégrés sont générés quant à eux par l'interruption ou la dégradation de l'isolation au sein de la paroi. Ils sont très souvent causés par des éléments de fixation de l'isolant ou par des ossatures secondaires. IMPACTS Impact énergétique : sur l isolation thermique du bâtiment Pour la même surface, la fuite de chaleur à travers le pont thermique dallemur, est deux fois supérieure à la fuite à travers une fenêtre, et cinq fois supérieure à la fuite à travers un mur. sur la consommation d énergie L'impact des ponts thermiques sur la consommation d'énergie du bâtiment, tous postes confondus (chauffage, ventilation, eau chaude sanitaire...), varie entre 5% et 25%. Il dépend du niveau des prestations choisies et du type d'énergie utilisée. Exemple : dans un bâtiment collectif type R+3 isolé par l'intérieur (niveau RT 2000), comportant 38 logements, d'une surface totale habitable de 2900m2, les ponts thermiques sont responsables de 30% des fuites de chaleur supplémentaires par l'enveloppe, ce qui se traduit par une consommation d'énergie additionnelle de +18% d'énergie à effet Joule, et +12% d'énergie à combustible. Impact sanitaire et visuel : En hiver, on observe au droit des ponts thermiques un abaissement de la température superficielle intérieure dont les conséquences en plus du supplément de déperdition, sont: un risque accru de condensation avec possibilité de détérioration des revêtements muraux (gonflement, fissures ); un dépôt préférentiel des poussières contenues dans l'air qui se concentrent sur la surface froide créée par le pont thermique. Il s'en suit des traces noirâtres au droit des liaisons, encore appelées fantômes. Le but est donc aujourd hui de répondre à trois objectifs : le respect des exigences réglementaires d'aujourd'hui et à venir ; l'économie d'énergie et la protection de l'environnement ; l'élimination des risques potentiels de pathologies. DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 27

28 TRAITEMENTS Traitements des ponts thermiques intégrés Traitements des ponts thermiques de liaisons Il existe trois principes de traitement : placer sur le passage de la chaleur une rupture isolante (rupteur de pont thermique) réduire la section du passage de la chaleur rallonger le parcours de la chaleur par chicanes isolantes Ces principes peuvent d ailleurs être combinés afin d atteindre une meilleure correction. Il est également intéressant de savoir que l utilisation de matériaux de construction moins conducteurs que d autres peut permettre d abaisser les ponts thermiques (par exemple, un mur en parpaing génère moins de ponts thermiques aux jonctions des dalles qu'un mur en béton plein). Cas propres aux bâtiments isolés par l'extérieur : Traitements de liaison plancher sur terreplein mur : chape flottante : correction de 10% du PT rupture isolante : correction de 20% du PT Traitements de liaison plancher sur vide sanitaire mur : chape flottante : correction de 10% du PT entrevous en polystyrène : correction de 10% du PT rupteur thermique : correction de 5% du PT Traitements de liaison plancher courant mur rupteurs thermiques : correction de 75% du PT Le contact entre les ossatures et les parements extérieurs etou intérieurs amplifie l'incidence du pont thermique intégré. Les ponts thermiques intégrés sont donc étroitement liés aux modes de fixation de l'isolation à la paroi, mais aussi à la nature des matériaux mis en oeuvre. L'utilisation d'ossature et d'attaches en bois ou en métal n'offrira pas les mêmes performances (le métal étant plus conducteur que le bois), et la section des matériaux viendra augmenter le risque de perte de chaleur. Le principe de traitement de ponts thermiques intégrés consiste alors à réduire l'impact des éléments dégradant l'isolation des parois en jouant sur la nature des matériaux, sur leur dimensionnement, ou sur leur densité par m² de paroi. Le problème majeur est qu ils sont généralement invisibles une fois les travaux d'isolation terminés. Il est donc important de connaître tous les détails techniques de la paroi pour les appréhender. De plus dans certains cas, ils sont susceptibles de doubler les déperditions de chaleur de la paroi. Pont thermique intégré dû à une cheville pénétrant l isolation Traitements de liaison toitureterrasse mur isolation complète de l'acrotère : correction de 60% du PT En isolation par l'extérieur, étendre l'isolation audelà de certaines limites couramment pratiquées peut aussi contribuer à corriger les ponts thermiques de liaisons. DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 28

29 Exemples de façades isolées par l'extérieur : Bardage rapporté en isolation par l'extérieur L'isolant est fixé au gros oeuvre par des attaches ponctuelles. Le parement extérieur est fixé sur des montants verticaux reliés au gros oeuvre par des pattes de fixation métalliques. Les ponts thermiques potentiels sont les fixations ponctuelles de l'isolant et le système d'attaches (pattes et ossatures filantes) du parement extérieur. Contrairement aux ponts thermiques des liaisons, le traitement des ponts thermiques intégrés est plus aisé et accessible en phase d'étude et de conception des parois isolantes du bâtiment. Malgré ce constat, rares sont les parois qui ont fait l'objet d'une optimisation de leur performance thermique par le traitement des ponts thermiques intégrés. Vêture et système d'enduit sur isolant L'isolant est généralement fixé au gros oeuvre par des profilés métalliques ou plastiques. Il est recouvert d'un parement extérieur. Les ponts thermiques potentiels sont dus aux profilés continus qui pénètrent dans l'épaisseur de l'isolant. Leur impact dépend du matériau utilisé. La dégradation de le résistance thermique de la paroi sera de 15 à 30% avec des profilés métalliques, alors qu'elle pourra atteindre moins de 5% avec des profilés en plastiques. La réglementation thermique tient compte des déperditions par tous les ponts thermiques et valorise leur traitement. La RT 2005 impose des valeurs maximales aux ponts thermiques de liaison entre façade et plancher, et leur attribue également des valeurs de référence. Cette réglementation incite fortement au traitement des ponts thermiques de liaison sans l'imposer, à cause du manque de solutions systématiquement fiables sur le marché. La réglementation impose aussi des valeurs maximales aux cœfficients surfaciques des parois. Elle limite donc l'impact des ponts thermiques intégrés. La RT 2000 a toutefois changé la donne avec l'apparition, et ceci pour la première fois dans l'histoire de la réglementation thermique française, des exigences minimales sur l'isolation des parois. Le but est aussi que les industriels prennent conscience de l'impact des ponts thermiques intégrés et de l importance des enjeux liés à leur traitement. Mais le problème des ponts thermiques de liaison, dont l'impact sur l'isolation reste nettement plus élevé, continue à occulter la problématique des ponts thermiques intégrés et la positionne en second plan. DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 29

30 II PARVENIR A UN NIVEAU DE REFLEXION GLOBAL 1 APPREHENSION DE L'ENSEMBLE DES EXIGENCES TECHNIQUES Chercher à intégrer tous les systèmes énergétiques les plus performants à une construction reste vain si l'on ne repense pas le bâtiment en tant qu'entité unique comprise dans un environnement particulier. Il n'y a pas une solution unilatérale et universelle dans l'amélioration thermique des bâtiments, mais des cas et des réponses particulières. Malgré le phénomène de mode, l'isolation thermique des bâtiments par l'extérieur est à envisager dans un tout, car elle ne résout rien toute seule. Comprendre le site, le climat, l'enveloppe, peut favoriser les apports passifs et contribuer à la conception d une architecture économe en énergie. Les conditions permettant de caractériser un environnement jugé comme confortable ou de qualité, ne sont pas définissables dans l'absolu dans la mesure où différents paramètres interviennent dans la conception ou la rénovation d'un bâtiment, paramètres physicochimiques, conditions sociales, culturelles, historiques ou géographiques en particulier. Les quantités d'énergies nécessaires à maintenir les conditions de confort ne dépendent donc pas uniquement des moyens techniques mis en place. a LE BÂTIMENT ET SON ENVIRONNEMENT ELÉMENTS CLIMATOLOGIQUES L une des plus anciennes règles de maîtrise des échanges thermiques entre l intérieur et l extérieur des bâtiments consiste à jouer sur l orientation des bâtiments et leur disposition sur le terrain en tenant compte du climat local. Les sollicitations relatives à l'environnement extérieur sont de deux natures : Les paramètres climatiques : pluie, neige, ensoleillement, vent. Les paramètres physiques : température, vitesse et humidité spécifique de l'air, échanges avec l'environnement et le sol, sous forme de grandes et courtes longueurs d'ondes. A cela il convient d'ajouter les phénomènes caractéristiques de la pollution extérieure, notamment l'air en milieu urbain. Les relations de l'architecture avec l'environnement concernent donc essentiellement les échanges entre le climat et les ambiances intérieures recherchées. Sans orienter le discours sur les pays au climat froid ou chaud, il faut déjà savoir que pas moins de huit zones climatiques découpent la France. Posséder la connaissance de la zone dans laquelle se situent nos projets permet alors de penser l orientation du bâtiment, de répartir intelligemment le nombre de baies, de favoriser le vitrage au sud pour profiter des apports solaires, de choisir les matériaux adéquats et fonction de leur résistance, efficacité Exemples pour les ouvertures Alors que le triple vitrage est souvent conseillé au nord et à l ouest, il peut défavoriser au sud selon la zone concerné. Ou encore savoir que même si la région IledeFrance est la deuxième région la plus froide du pays, favoriser les ouvertures au sud reste néanmoins intéressant. Exemples pour les matériaux Les régions à climat chaud de type méditerranéen et donc à fortes amplitudes thermiques et hygrométriques demandent des éléments de maçonnerie lourds, capables d offrir un confort d été. Par contre, la pérennité du bois situé vers l extérieur n est pas assurée en raison des variations hygrométriques rapides causant rétractation et gonflement de ce matériau (à moins que le bois soit utilisé en structure et noyé dans un mélange terrepaille ou chanvrechaux). Le bois est néanmoins adapté en raison de son inertie moyenne pour un climat de montagne ayant donc une humidité régulière. DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 30

31 Concevoir un bâtiment en fonction du climat signifie donc : Examiner les caractéristiques morphologiques, climatologiques et énergétiques du site. Penser aux matériaux, à la forme, aux vides et aux pleins en tenant compte du paramètre «énergie». Réduire au minimum les déperditions thermiques par les fenêtres, les murs et les sols. Exploiter les ressources énergétiques de substitution, l'énergie solaire en particulier. Ce dernier aspect associe l'art de bâtir à la course du soleil et au besoin de lumière, sans négliger les contraintes induites par les exigences de fraîcheur en période estivale. Les différentes stratégies de chauffage ou de refroidissement font appel aux principes conceptuels du bâtiment ainsi qu'aux systèmes techniques dédiés au conditionnement d'air. La prise en compte des contraintes environnementales dans l'acte de construire n'est pas nouvelle. Dans le cadre d'une démarche empirique, les constructions traditionnelles résultent d'une optimisation de l'adéquation entre les choix constructifs et les divers aspects sociaux, économiques, géographiques et techniques. Ceci constitue les fondements de l'architecture vernaculaire. La notion de construire avec l'environnement découle de cette problématique. Elle est articulée sur les points suivants : Implantation du bâtiment : exposition, orientation, masques Forme du bâtiment : enveloppe, ouvertures, inertie Techniques d'économie d'énergie : isolation, régulation, ventilation Technologies solaires : chauffage solaire, eau chaude solaire LE BÂTIMENT : ENVELOPPE TECHNIQUE L'isolation ne peut être considérée de manière indépendante sans le complexe enveloppe auquel elle participe. Un bâtiment constitue un ensemble composé par une structure, des fondations, limité et clos par une enveloppe séparant un milieu intérieur à température contrôlée et imposée, d'un milieu extérieur aux contraintes variables. La conception de l'enveloppe fait appel aux principes de la mécanique des structures, de la mécanique des sols, et de la physique du milieu vide adapté à la thermique, à l'éclairage et à l'acoustique. Le terme enveloppe rappelle la fonction de création d'un milieu artificiel. Elle est une frontière, possédant une épaisseur et lui conférant une propriété de filtrage. L'enveloppe apparaît comme un noeud conceptuel, compromis entre les choix structurels, les choix sur la physicochimie des constituants ainsi que les choix suscités par la qualité du milieu ambiant. Principe mécanique d'un bâtiment Il s'agit donc d'un système complexe devant répondre à de multiples exigences : Résistance : transmettre les charges de superstructures aux fondations, assurer la rigidité globale et locale du bâtiment, assurer la stabilité d'ensemble. Clos et couvert : protection du milieu intérieur corrigé grâce à l'agencement et aux équipements techniques visàvis de l'extérieur, notamment l'isolation thermique d'hiver et d'été, l'isolation acoustique, les protection contre les intempéries (pluie, neige, vent), et enfin la protection mécanique contre les chocs. La construction de l'enveloppe est réalisée par différentes techniques : Soit en maçonnerie constituée de matériaux élémentaires (brique, pierres, blocs de béton) hourdés par un liant (mortier de ciment), assurant à la fois les fonctions de résistance et de couverture, d'où le nom d'enveloppe intégrée. DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 31

32 Soit avec une structure porteuse en bois, métal ou béton armé, réalisant la stabilité de l'ouvrage, complétée par un remplissage exécuté sur place (maçonnerie) ou préfabriqué (panneaux de façade) assurant la fonction de couverture encore appelée enveloppe dissociée. Incidence thermique D'un point de vue thermique, la composition d'une enveloppe peut se définir comme un milieu hétérogène : Eléments opaques au rayonnement solaire : murs verticaux, planchers et plafonds. Ces parois influencent surtout les déperditions et l'inertie du bâtiment, et dans une moindre mesure les gains solaires. Eléments vitrés : fenêtres, vérandas et serres, dont l'influence est importante au niveau des déperditions et des gains solaires. Entrées d'air : avec des conséquences sur le fonctionnement du bâtiment au niveau des déperditions et du renouvellement d'air. Défauts d'étanchéité à l'air : qui se manifestent au niveau des jonctions d'éléments, introduisant des déperditions supplémentaires. L'équilibre thermique résultant des différents échanges de chaleur entre l'enveloppe et les milieux intérieur et extérieur, conditionne le niveau de confort à l'intérieur du bâtiment et l'intervention des équipements techniques destinés à améliorer la qualité des ambiances. Les Façades Une façade est rarement une paroi aveugle continue, mais présente une organisation de pleins et de vides, de plans et de reliefs. Elle assure de très nombreuses fonctions, soit par l'emploi de matériaux multifonctionnels, soit couches par couches grâce à un complexe de matériaux unifonctionnels. L'isolation, en tant que matériau ou couche, ne se limite pas à sa fonction première «d'isoler», mais interagit sur les autres fonctions de la façade. La Résistance mécanique Outre l'éventuelle contribution de la paroi à la structure générale de l'édifice (mur porteur), il s'agit de sa rigidité propre : sous les effets du vent des poussées et des chocs La rigidité s'obtient à grande échelle par l introduction de raidisseurs et, à petite échelle, par la dureté superficielle et la résistance à la flexion des panneaux de façade. Une autre sollicitation mécanique résulte de la dilatation thermique ou hygroscopique des parois extérieures exposées aux écarts de température. Résistance à l'eau C'est la résistance à l'eau atmosphérique et à la migration de la vapeur. La paroi extérieure doit être étanche au ruissellement de l'eau soit par barrière (étanchéité continue parepluie), soit par gravité (étanchéité par éléments de recouvrement). La paroi doit aussi contrôler les migrations de l'air humide : protéger les matériaux poreux de la condensation depuis l'intérieur (parevapeur) et assurer l'équilibre hygroscopique avec l'air extérieur (paroi micro poreuse). Ces types de parois doivent absolument être continus. DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 32

33 Résistance à l'air La circulation de l'air à travers la façade doit être contrôlée. Outre les portes et fenêtres, des orifices sont disposés pour assurer le renouvellement permanent de l'air intérieur : les aérateurs (ventilation naturelle ou VMC). En dehors d'eux, la façade doit être étanche à l'air, y compris sous l'effet de vents violents. Contrôle des flux thermiques La façade doit présenter une résistance thermique suffisante, c'est à dire isolante, et éventuellement contribuer à l'inertie thermique des locaux. Contrôle de la lumière et du rayonnement solaire La lumière pénètre par les vitrages des fenêtres et des verrières, mais les infrarouges aussi. Il convient d'équiper la façade d'occultations pour la lumière visible, de protections solaires pour le rayonnement. Mais on peut aussi capter ces rayonnements pour les transformer : en chaleur au moyen de capteurs ou d absorbeurs solaires ou bien en électricité au moyen de panneaux photovoltaïques Le contrôle de la transmission du rayonnement se fait d'abord par les vitrages. Les doubles vitrages clairs laissent passer environ 80% de la lumière et 75% de l'énergie incidente totale (facteur solaire). Ces proportions tombent à 50% avec des verres filtrants. Avec des verres semiréfléchissants et à faible émissivité, elles varient de 40 à 20% pour la lumière et 50 à 15% pour l'énergie. Contrôle du bruit La façade doit isoler des bruits d'environnement et participer à la qualité acoustique des locaux par sa face interne. L'affaiblissement acoustique est obtenu par une paroi lourde (loi de masse) ou par une paroi multiple avec interposition de matériau résilient (effet masseressortmasse). On peut aussi augmenter la protection acoustique des façades en leur adjoignant des écrans : renfoncement des baies, création de balcon (attention à l'effet réverbérant vers l'étage inférieur) interposition d'un murécran en avant de la façade proprement dite sans oublier de tirer profit des masques naturels de l'environnement D un autre côté, plus les vitrages sont grands, plus ils rendent l'espace intérieur réverbérant. Il faut compenser par les autres parements internes pour obtenir une correction acoustique adaptée à l'usage des pièces. Contrôle des accès Les portes et les fermetures gèrent les accès et protègent le bâtiment contre l'effraction. Les portes sont pleines, vitrées ou à oculus. Leur constitution dépend de leur fonction : massive ou à âme pleine pour une entrée tôlée pour un blindage en matériaux peu conducteurs et difficilement inflammable pour un coupefeu... Les fermetures comprennent les ouvrages fixes : barreaux, grille... ou mobiles : volets, persiennes, jalousies, rideaux ou grilles à enroulement... Tandis que l'effacement de ces fermetures doit se faire dans des vides intégrés à la façade : coffres d'enroulement, logement pour repli... DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 33

34 Protection contre l'incendie La façade ne doit pas faciliter le développement des incendies (alimentation du feu ou communication d'étage à étage), ni mettre la vie des occupants en danger (effondrement, intoxication). Il faut ainsi assurer la résistance au feu de la façade sur une durée compatible avec l'intervention des secours et la mise en sécurité des personnes, grâce à : l'indéformabilité sous la chaleur le maintien de l'étanchéité à l'air et à la flamme la limitation du flux thermique transmis par la paroi le non dégagement de fumées et de gaz suffocants Entretien La façade se salit et vieillit naturellement. Il faut faciliter son nettoyage naturel : autolavabilité, et minimiser les sujétions et les coûts d'entretien manuel, de réparation et de remplacement. L'autolavabilité est améliorée par l'usage de parements lisses, peu poreux et hydrophobes, par la présence systématique de larmiers, ainsi que par une géométrie des reliefs exposés facilitant une circulation homogène de l'eau de pluie polluée. Au titre de la durabilité, il faut comprendre la pérennité des matériaux, spécialement au niveau des joints, la facilité de réfection des revêtements (parements pelables, rechargeables, accessibilité à la peinture...), de remplacement des éléments (attention aux assemblages non démontables, aux produits en série limitée indisponibles à terme ou trop coûteux à l'unité...). A cela s'ajoute, comme pour tout ouvrage du bâtiment, l'obligation de prévoir le recyclage des composants en fin de vie catégorie par catégorie de produit. Il faut, bien sûr ajouter à tout cela les propriétés d'aspect qui confèrent à la façade un rôle essentiel dans l'expression architecturale de l'édifice. DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 34

35 B LA VARIABILITÉ DONNÉES LE BÂTIMENT ET : EXIGENCES L'INTERDEPENDANCE DE L'APPROCHE DES ENERGETIQUE Afin de créer un climat adapté à l'utilisation d'un bâtiment, le concepteur peut agir sur le système enveloppe ou les différents systèmes de conditionnement d'air assurant le chauffage, le refroidissement, la ventilation et la régulation. L'évaluation de la performance est fonction des critères économiques et du niveau technique de l'objectif fixé. Le tableau suivant montre les variables associées au calcul des déperditions : VARIABLES Variables de conception Variables estimées Les critères d'évaluation portent en particulier sur les deux fonctions suivantes : Qualité des ambiances : confort thermique (étéhiver) relation confortenveloppe valeur seuils réglementaires, interfaces avec les fonctions acoustiques, hygrothermiques, lumineuses Implantation Energie Surfaces opaques Surfaces vitrées Volumes Types de locaux DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE THERMIQUE D'ETE Implantation Energie Surfaces opaques Surfaces vitrées Volumes Orientation des parois Types d'isolation : extérieur, intérieure, répartie Ventilation % de ponts thermiques Types d'isolation : extérieur, intérieure, répartie Ventilation % de ponts thermiques Température extérieure Seuils réglementaires Température intérieure Journées types, température et ensoleillement en fonction du temps Température intérieure Niveau d'isolation des parois opaques et vitrées Avec climatisation : puissance du système Sans climatisation : température intérieure en fonction du temps Avec rafraîchissement : puissance et températures Objectif Consommation d'énergie : outil d'évaluation contraintes sur le choix énergétique Paramètres THERMIQUE D'HIVER 35

36 Par ailleurs, l'approche énergétique impose un certain nombre d'exigences concernant les dispositions intérieures ainsi que le phasage des différentes étapes de la conception du bâtiment. Le tableau suivant met en évidence les interfaces entre ces exigences et l'approche globale. Une coordination entre les divers intervenants dans l'acte de construire est de ce fait indispensable pour atteindre un niveau de performance énergétique admissible avec les valeurs réglementaires. Interfaces entre les éléments de conception thermique et les autres exigences : Confort Acoustique Sécurité Santé Zonage La conception énergétique d'un bâtiment doit concourir à optimiser la récupération des apports passifs grâce aux divers dispositifs architecturaux, exposition et surfaces des éléments capteurs, organisation spatiale, structures et protections solaires. Elle doit contribuer également à la réduction des déperditions énergétiques. Les règles de conception sont élaborées pour la recherche du compromis à établir entre les gains et les déperditions énergétiques d'un bâtiment pour obtenir une qualité des ambiances intérieures et une réduction de la facture énergétique donc des charges de fonctionnement d'un bâtiment. Une extension de la fonction énergétique de l'enveloppe d'un bâtiment avec une ITE nécessite donc la prise en compte globale du couplage avec tous les éléments techniques. Isolation Apports solaires Inertie Ventilation Légende : INCOMPATIBILITE POSSIBLE EXIGENCES COMPLEMENTAIRES Le confort associe les exigences de la qualité des ambiances intérieures, hygrométriques et visuelles en relation avec l'inertie du bâtiment et la composition de l'enveloppe. Celles relatives à l'isolation acoustique entre locaux ou à l'ambiance sonore au sein d'un volume, sont en relation avec le découpage intérieur du volume, la ventilation en particulier. Celleci concerne également l'aspect santé et la qualité de l'air. DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 36

37 OPTIMISATION APPLIQUÉE Une isolation performante À LA PERFORMANCE ENERGETIQUE Pour atteindre une bonne performance énergétique qui permettra de réduire la consommation d'énergie et l'effet de serre, la conception du logement doit être appréhendée de façon globale et ordonnée selon les 6 points interdépendants suivants : La conception bioclimatique Une isolation performante Une étanchéité à l'air maîtrisée Une ventilation contrôlée Le choix des équipements L'utilisation des énergies renouvelables Une étanchéité à l'air maîtrisée La conception bioclimatique La conception bioclimatique consiste à prévoir, dès la conception architecturale du bâtiment, une implantation qui permettra de bénéficier naturellement des apports solaires. Par exemple, une végétalisation judicieuse favorisera le maintien du degré hygrométrique de l'air en été. La conception bioclimatique va considérer l'orientation, la forme, les proportions du bâtiment par rapport à son environnement direct. Elle doit nécessairement être considérée dès les phases de conception du projet car elle est impossible à améliorer une fois le bâtiment achevé. En soi, elle ne coûte rien, si ce n'est le prix de la prestation intellectuelle, mais elle induit dans le temps d'énormes enjeux financiers. Il est aujourd'hui évident qu'une bonne isolation des toits, des murs et du sol, ainsi que le traitement des ponts thermiques, et le choix des vitrages et menuiseries permettent d'empêcher la chaleur de passer à travers les parois, de bien tirer parti de la chaleur du soleil, de garantir un bon confort thermique été comme hiver, d'offrir une performance énergétique durable. La qualité de la mise en oeuvre des isolants, des fenêtres et des accessoires permet de réduire au maximum les défauts d'étanchéité de la construction. Une mise en oeuvre correcte favorise ainsi la performance énergétique du bâtiment et assure le fonctionnement optimal et économe de la ventilation. De nombreux problèmes peuvent survenir sans que l'on en détecte la cause, alors qu'ils sont simplement dus à la médiocre mise en oeuvre des systèmes. Les règles de la bonne mise en oeuvre des isolants et des équipements sont décrites dans des documents spéciaux tels que les CPT (Cahiers des Prescriptions Techniques), les DTU (Documents Techniques Unifiés), les avis techniques pour les systèmes innovants. Une ventilation contrôlée La Ventilation Mécanique contrôlée consiste à minimiser les déperditions d'énergie tout en garantissant une bonne régulation hygrométrique de l'air et la qualité sanitaire de l'air intérieur du bâtiment. Le renouvellement de l'air nécessaire ne sera effectif et contrôlé en volume que si l'étanchéité à l'air de l'enveloppe est assurée. En effet, si l'enveloppe du bâtiment n'est pas étanche, la ventilation induira des courts circuits de flux d'air. Par conséquent, le renouvellement d'air souhaité dans certains volumes habitables ne s'effectuera pas correctement et la qualité d'air échappée ne sera pas maîtrisée. DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 37

38 Le choix des renouvelables équipements et l'utilisation des énergies La bonne qualité des équipement permet évidement une utilisation rationnelle de l'énergie et l'intégration des énergies renouvelables favorise la réduction des besoins en énergie fossile. Dans chaque projet, de construction ou de réhabilitation, les équipements de ventilation, d'eau chaude sanitaire, et ceux liés à l'intégration des énergies renouvelables font, par la suite, l'objet d'entretien et de remplacement en fonction de leur vétusté, des améliorations technologiques du moment et des incitations financières éventuelles. Pour conclure, il faut bien prendre en considération que la bonne enveloppe isolante est le résultat de l'addition simultanée de la conception bioclimatique, d'une isolation performante, de l'étanchéité à l'air et de la ventilation maîtrisée. L'amélioration thermique du bâti ne peux ainsi être laissé à un corps de métier technique unique, mais elle demande une approche globale qui met en corrélation différentes compétences, qui participent chacune au résultat final recherché. DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 38

39 2 ENTRE PRESCRIPTIONS OBLIGATOIRES ET VALORISATION En vue d'améliorer les performances énergétiques de bâtiments et d'atteindre le facteur 4, des réglementations et des propositions incitatives ont été mises en place. Il est à noter que l'isolation des bâtiments seule ne peut résoudre tous les problèmes et qu'il faut la considérer dans une démarche globale des équipements, de la conception à l'entretien des édifices. a LA REGLEMENTATION ET LES AIDES RT 2005 ET DPE La Réglementation Thermique 2005 Elle s'applique à tous les projets de construction ayant fait l'objet d'une demande de permis de construire ou d'une déclaration de travaux déposée à compter du 1er septembre Elle fixe les modalités de calcul pour la consommation conventionnelle d'énergie primaire d'un bâtiment (chauffage, climatisation, ventilation, production d'eau chaude sanitaire et éclairage). Les points clés de la RT 2005 : Renforcer l'isolation thermique du bâti en améliorant de 10% les exigences d'isolation des parois et des ouvertures, et en diminuant de 20% les pertes par les ponts thermiques. Mettre en place une limite maximale de consommation selon la typologie du bâtiment, la zone climatique et l'énergie de chauffage (combustible fossile ou électricité). Prendre en compte des consommations de climatisation et d'éclairage qui s'ajoutent à celle du chauffage, de la ventilation, de l'eau chaude sanitaire. Limiter les compensations entre l'enveloppe du bâtiment et ses équipements, par exemple, grâce à un investissement sur l'enveloppe afin de pérenniser la performance énergétique du bâtiment. Inciter à utiliser les énergies renouvelables (eau chaude sanitaire solaire, etc...). Valoriser la conception bioclimatique afin de diminuer les besoins de chauffage et garantir un meilleur confort d'été (inertie, orientation du bâtiment, apports solaire). Fournir une fiche de synthèse d'étude thermique à la fin des travaux. Valoriser l'étanchéité de l'air. Les bâtiments existants rentrent aussi dans l'application de la RT Le décret n en date du 19 mars 2007 relatif à la performance énergétique des bâtiments existants est paru au Journal Officiel. Ce texte met en place, pour la première fois en France, des exigences d'économies d'énergie dans les bâtiments existants. Depuis le 1er novembre 2007, les matériaux isolants, les fenêtres, les chaudières, les émetteurs de chaleur, les ballons de production d'eau chaude, installés à l'occasion de travaux de réhabilitation d'un bâtiment doivent respecter des exigences minimales de performance énergétique. La consommation d'énergie pour les besoins de chauffage, climatisation, ventilation et production d'eau chaude sanitaire d'un bâtiment respectant la RT 2005 est de 130 kwhm2.an au maximum, alors que le parc immobilier existant se situe à 400kWhm2.an en moyenne. DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 39

40 Les étiquettes du DPE : Le Diagnostic de Performance Energétique des bâtiments (DPE) 59% du parc immobilier a été construit avant 1974 et ne répond pas aux exigences actuelles. Ainsi, pour inciter les propriétaires à réaliser des travaux, le Diagnostic de Performance Energétique (DPE) est devenu obligatoire lors de la vente d'un bien immobilier ancien. Depuis le 1er juillet 2007, le DPE est également obligatoire pour la location de biens immobiliers et pour la livraison de logements neufs. Globalement, le DPE permet de classer les logements en fonction de leur consommation énergétique. Il s'agit d'un état des lieux de la consommation d'énergie accompagné d'une série de recommandations pour améliorer la performance thermique du bâtiment. Le DPE est simple à lire. Il se compose de deux étiquettes graduées : une étiquette énergie, identique à celle utilisée pour les appareils électroménagers, permettant de classer les logements sur une échelle de 7 classes. une étiquette environnement pour connaître l'impact sur l'effet de serre. De plus, l'acheteur ou le locataire dispose d'une estimation chiffrée des frais d'énergie annuels (chauffage, éclairage, etc...), qui lui permettra de mieux évaluer la facture à payer. L'ensemble de ces estimations donne donc une information fiable sur la consommation en énergie des bâtiments mis en vente et en location. Ce diagnostic est valide pendant 10 ans et doit être réalisé par un professionnel indépendant. DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 40

41 INCITATIONS ECONOMIQUES Une isolation performante permet de faire des économies d'énergie importantes et par conséquent de faire baisser sa facture de chauffage. Il est aussi bon de savoir que le coût d une maison pensée selon des exigences thermiques performantes (ce coût sur sa vie entière), serait supérieur sur le lot «construction, gros œuvre, démolition», qu il ne le serait pour les fournitures et équipements associés au chauffage. Au delà de l'économie réalisée sur le long terme, l'etat incite les propriétaires et les locataires à améliorer les performances énergétiques des bâtiments par différents leviers financiers. Dans le cadre du Grenelle de l Environnement, le Comité Opérationnel «bâtiments existants» a proposé d étendre le crédit d impôt aux coûts de main d oeuvre (alors que seul le coût des matériaux est concerné pour le moment) et aux propriétaires bailleurs. Les Prêts La réalisation de travaux d'isolation thermique dans la résidence principale peut donner droit à l'obtention de prêts très avantageux : prêts à l'amélioration pour l'habitat prêt Pass travaux prêt développement durable prêt d'accession sociale prêt Vivrelec rénovation d'edf Le Crédit d'impôt Il existe des incitations fiscales à l'installation d'équipements plus performants sur le plan énergétique ou utilisant les énergies renouvelables. Le crédit d'impôt s'applique aux matériaux d'isolation thermique dont les caractéristiques minimales sont les suivantes : Résistance thermique plus grande ou égale à 2,8 m2.kw pour les plancher bas sur soussol, sur vide sanitaire ou sur passage ouvert, et pour les murs en façade ou sur pignon. Résistance thermique plus grande ou égale à 3 m2.kw pour les toituresterrasses. Résistance thermique plus grande ou égale à 5 m2.kw pour les toitures sur comble. Les Subventions Des subventions peuvent être versées par l'agence Nationale pour l'amélioration de l'habitat (ANAH) et représentent 20 à 30% du montant des travaux. Elles sont accordées aux propriétaires ou locataires à revenus modestes qui souhaitent réaliser des travaux d'isolation thermique ou acoustique. Pour tous ces matériaux, le taux de crédit d'impôt est de 25% et s'applique aux dépenses payées entre le 1er janvier 2005 et le 31 décembre Ce taux est porté à 40% si les matériaux sont installés dans un logement achevé avant le 1er janvier 1977 et que leur installation a été réalisée dans les 2 ans qui suivent l'acquisition du logement. DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 41

42 b LES APPELLATIONS : OUTILS DE COMMUNICATION LES LABELS La labellisation des constructions permet d'avoir une idée du niveau de performance énergétique et officialise les efforts réalisés. Ils permettent aussi de communiquer autour des mêmes références. Il est cependant nécessaire d'en connaître le contenu et de s'assurer de la réelle labellisation. La tendance des propriétaires au sujet de leurs biens est de s'autodéclarer dans telle ou telle catégorie de bâtiment sans même en connaître le sens. Trop d'articles parlent de bâtiment dit «passif», «basse consommation», ou à «haute performance énergétique» parce qu'ils veulent donner une image positive quand à la qualité du bâtiment et son impact sur l'environnement, mais ils ne sont pas tous de même nature, certains sont des labels, d'autre des expressions qualificatives. La différence entre publicité et certification doit ainsi être lisible et explicite aux yeux de tous. Les différents labels mis en place attestent qu'un bâtiment offre une performance énergétique supérieure à celle demandée par la RT Ces labels sont délivrés par un organisme mandaté par l'etat. Le label HPE (Haute Performance Energétique) correspond à une consommation d'énergie inférieure de 10% par rapport à la consommation conventionnelle de référence définie par la RT Le label HPE EnR correspond aux exigences du label HPE et comprend une consommation d'énergie renouvelable. à une consommation d'énergie inférieure de 20% par rapport à la consommation conventionnelle de référence définie par la RT inférieure de 30% par rapport à la consommation conventionnelle de référence définie dans la RT 2005, et comprend une consommation d'énergie renouvelable. Le label BBC (Bâtiment Basse Consommation) correspond à une consommation d'énergie de 50 kwhm².an maximum. C'est le cas du label développé par Effinergie. Le label français Effinergie est un label BBC. Il encourage la construction et la rénovation de bâtiments à basse énergie. Son objectif est d'aller audelà de la RT 2005 et de ses évolutions programmées, en démontrant que c'est possible techniquement et financièrement. Ce label correspond à l'objectif 2012, fixé par le Grenelle de l'environnement, et existe en Allemagne et en Suisse. Le bâtiment basse énergie se situe entre les bâtiments conformes aux exigences réglementaires actuelles ou programmées et les constructions expérimentales type maison passive qui atteignent des performances très élevées. Les seuils de performance à atteindre sont de 50 kwhm².an pour les logements neufs pour la totalité des usages réglementaires (chauffage + eau chaude sanitaire + ventilation + climatisation). Ces seuils sont modulables selon les zones climatiques de 40 à 70 kwhm².an. Pour l'existant, le label prévoit en résidentiel une consommation maximale de 80 kwhm2.an modulable selon les régions. Un bâtiment à Energie Positive (BEPOS) est un bâtiment qui a Le label THPE (Très Haute Performance Energétique) correspond Le label THPE EnR correspond à une consommation d'énergie minimisé son besoin énergétique à un niveau dit «passif», et qui produit plus d'énergie qu'il n'en consomme. Il devient ainsi parfaitement autonome. Ce standard sera obligatoire pour tous les logements neufs à partir de DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 42

43 Coûts d'investissement Chaque niveau d'exigence de labellisation ne demande pas le même investissement. A titre indicatif, l'estimation (variable selon la zone climatique) du surcoût dans le secteur résidentiel collectif est le suivant : 2 à 5% pour la labellisation Très Haute Performance Energétique ; 8 à 15 % pour la labellisation Basse Consommation ; 15 à 30 % pour un Bâtiment à Energie Positive. L'assurance de la qualité de vie Santé : conditions sanitaires des espaces, qualité de l'air, qualité de l'eau. Confort : Hygrothermique, acoustique, visuel, olfactif. A partir de ces 4 sousdomaines que sont l'écoconstruction, l'écogestion, le confort et la santé, l'évaluation de la qualité environnementale des bâtiments, tout au long de leur vie, se structurent 14 cibles précises. Ensemble des cibles de la démarche HQE : LA HQE A partir de 1995, un programme fédérateur portant sur l'optimisation des bâtiments, a permis de définir l'appréciation multicritères de la qualité environnementale, avec l'optimisation de la performance énergétique en point majeur. L'origine de la notion de bâtiment à Haute Qualité Environnementale est une démarche globale de définitions et de réalisations de projet visant à minimiser l'impact d'un bâtiment sur son environnement intérieur, proche ou global, durant l'ensemble de son cycle de vie. Les enjeux sont multiples. Ils couvrent à la fois l'environnement, la qualité de vie, la gestion du patrimoine, la pédagogie, l'économie et le social. Des préoccupations environnementales ont été identifiées à partir de ces enjeux. Elles sont réparties en deux domaines fonctionnels concernant l'environnement et la qualité de vie : La préservation de l'environnement écoconstruction : relation entre le bâtiment et l'environnement, intégration des procédés et des produits de la construction, chantier à faible nuisance. Écogestion : gestion de l'énergie, de l'eau, des déchets d'activité, de l'entretien et de la maintenance. 1 Relation harmonieuse du bâtiment avec son environnement immédiat. 2 Choix intégré des produits, systèmes et procédés. 3 Chantier à faible nuisance. 4 Gestion de l'énergie. 5 Gestion de l'eau. 6 Gestion des déchets. 7 Gestion de l'entretien et de la maintenance. 8 Confort hygrométrique. 9 Confort acoustique. 10 Confort visuel. 11 Confort olfactif. 12 Qualité sanitaire des espaces. 13 Qualité sanitaire de l'air. 14 Qualité sanitaire de l'eau. La démarche HQE fait l objet de certifications délivrées par des organismes agréés par l'association HQE qui en détient la licence exclusive pour la France. Elles attestent la validité de l'objectif atteint sur certaines cibles : Marque NF Bâtiments tertiaires démarche HQE, délivrée par le CSTB Marque NF Maison Individuelle démarche HQE, par Cequami Certification Habitat et Environnement, destinée aux immeubles collectifs et individuels groupés, délivrée par Cerqual. DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 43

44 Les Limites du HQE Les notions évoquées à travers les cibles HQE permettent de souligner la nécessité d'assurer à la fois une programmation technique et fonctionnelle respectueuse de l'environnement, et l'objectif de coût global et d'impact final dans un projet de bâtiment. La démarche HQE s'applique aujourd'hui aux constructions neuves exclusivement, et devrait pouvoir s'étendre à tous projets de rénovation. Pourtant, dans la pratique, la répartition en cibles prédéfinies lui donne ses propres limites. L'écueil réside dans le fait de laisser le choix à chacun de concentrer ses efforts sur une partie des cibles HQE en fonction de ses objectifs, sans considérer les autres cibles. Les objectifs environnementaux restent donc partiels. Sans apporter de réponses concrètes, la HQE a le mérite de sensibiliser le public, et d'être actuellement, une appellation de communication comprise par la majorité sur les questions de développement durable dans le bâtiment. De ce fait, elle sert aussi de communication et de valorisation commerciale aux promoteurs qui dupent les futurs acquéreurs avec cette notion floue, qui ne reflète nullement le niveau de performance énergétique et environnemental du projet. De même, on pense trop souvent que ce qui relève de la Haute Qualité Environnementale est synonyme de haute qualité architecturale, et pourtant l'appellation ne garantie rien de la qualité de la construction, tout comme nombre de bâtiment de qualité ne répondent pas aux cibles HQE. L'effet de mode du HQE commence à passer et crée des scissions au sein de l'ordre des architectes. En effet, la certification HQE renvoie à des notions que l'art de bâtir et le bon sens prescrivent naturellement. La HQE reste une démarche environnementale dans la gestion de projet, mais ne peut être un gage de performance thermique ou d'éthique, comme cela est souvent interprété. Il s'agit d'un effort basé sur plusieurs cibles, encore fautil savoir lesquelles... DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 44

45 3 APPROCHES TERRITORIALES ET REGLEMENTAIRES a LES CONTRAINTES TEXTES EN VIGUEUR Toute modification de façade des bâtiments est réglementée par le Code de l'urbanisme, mais aussi par les exigences locale propres au territoire et mentionnées dans le PLU (Plan Local d'urbanisme) de chaque commune. L article 6 de l arrêté ministériel du 3 mai 2007 relatif à la performance énergétique des bâtiments existants précise que «Les travaux d isolation des murs par l extérieur ne doivent pas entraîner de modifications de l aspect de la construction en contradiction avec les protections prévues pour les secteurs sauvegardés, les zones de protection du patrimoine architectural, urbain et paysager, les abords des monuments historiques, les sites inscrits et classés, les sites inscrits sur la liste du patrimoine mondial de l humanité de l UNESCO ou tout autre préservation édictée par les collectivités territoriales, ainsi que pour les immeubles bénéficiant du label patrimoine du XXe siècle et les immeubles désignés par l alinéa 7 de l article L du code de l urbanisme.» Une déclaration préalable est obligatoire pour toute modification extérieure d'un bâtiment existant (article R a du Code de l urbanisme). La demande d urbanisme est une Déclaration préalable sauf dans le cas d une façade inscrite à l inventaire des Monuments Historiques (ISMH) ou pour un autre cas particulier, qui nécessite alors une demande de Permis de Construire. Elle est déposée à la Direction de l'urbanisme de la commune. Le délai d instruction et les coordonnées l instructeur du dossier sont indiqués par courrier recommandé, dans le mois suivant du dépôt. Le délai maximum d instruction est généralement de deux mois pour une Déclaration Préalable. La constitution du dossier de Déclaration préalable est à faire en 3 exemplaires et comporte : le formulaire Cerfa "déclaration préalable" un plan de masse un descriptif des travaux un ou plusieurs croquis cotés et en coupe 1) l'insertion du projet dans l'environnement 2) des photos couleur de plusieurs points de vues INTERVENTION SUR L'EXISTANT La grande majorité des immeubles des villes françaises comme Paris ou Lyon ont été construits avant la première réglementation thermique de 1974 et avant la prise de conscience des enjeux environnementaux liés au bâtiment. Ces bâtiments anciens ont une consommation moyenne d'environ 140kWhm².an. Les bâtiments de type haussmannien ont des murs 40 à 50 cm, pas d'isolation, beaucoup d'inertie, et des modénatures de façades qui leur donne leur identité. Ils font l'harmonie des centres villes et sont généralement protégés. Toute intervention sur l'aspect extérieur de ces monuments ne peut se faire sans l'accord des Architectes des Bâtiments Historiques. Ces façades sont néanmoins de véritables parois de ponts thermiques car les surfaces vitrées restent importantes (environ 60%), et les éléments en saillis (balcon, corniches) sont généralement nombreux. L'isolation par l'extérieur de ces façades pose un certain nombre de problématiques techniques, esthétiques, réglementaires et foncières. Toutefois, les bâtiments anciens de type haussmannien implantés en îlots possèdent une autre façade moins noble côté cour, ou des murs pignon avec très peu d'ouvertures. Ces coeur d'îlot offrent une réserve foncière beaucoup plus exploitable, tant techniquement que juridiquement, pour ce type d'isolation. DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 45

46 Aide à la décision L'intervention d'un architecte urbaniste ou d'un organisme qualifié semble incontournable pour assurer une synergie entre les différents enjeux environnementaux et urbanistiques. Les outils en place : L'Approche Environnementale de l'urbanisme (AEU) Cette méthode d'aide à la décision vise la prise en compte globale des enjeux énergétiques et environnementaux, mais aussi techniques et financiers, dans les projets d'urbanisme opérationnel. Elle peut par ailleurs être sollicitée pour les démarches de planification des communes dans la révision de leur PLU. Le Cahier de Prescriptions Environnementales (CPE) est un support environnemental dans la conduite des opérations urbaines, architecturales et paysagères. Il constitue un outil simple et illustré d exemples pour tous les maîtres d'ouvrages. b LES LEVIERS D'ACTION OPPORTUNITÉS DE REQUALIFICATION Pour tous les autres types de bâtiments non protéges, l'ite peux être l'opportunité d'harmoniser une rue, un quartier et de retrouver un lien social. D'un point de vue architectural, la mise en place d'une isolation par l'extérieur sur un bâtiment existant reste une manière de redessiner de nouvelles façades et de requalifier un quartier. Ces travaux peuvent redonner une cohérence à toute une rue dans la mesure où l'on engage une action commune avec les différents propriétaires. Ils peuvent aussi initier de plus grandes modifications telles que des extensions, et de nouvelles fonctionnalités (vérandas, balcon, etc...). D'un point de vue esthétique, seul le parement du complexe mis en place reste visible. La qualité d usage des espaces urbains participe à leur qualité environnementale. De ce point de vue, l'intégration cohérente des bâtiments dans le site existant devient une source de cohésion sociale. Les notions environnementales, culturelles, sociales, historiques, se recoupent dans le concept du génie du lieu qu'il faut s'approprier. Travailler en intelligence avec le contexte conduit ainsi à composer harmonieusement le renouvellement du tissu urbain. MARGES DE MANOEUVRE Vers une révision des PLU? Actuellement, les PLU approuvés ou en cours de révision ne considèrent pas les enjeux environnementaux et ne laissent que peu de place aux intégrations d'ite dans les travaux de rénovation ou de réhabilitation. L'amélioration thermique est une nécessité, mais elle se voit contrainte par le texte réglementaire, alors qu'il devrait lui même le favoriser ou la rendre obligatoire. Les articles du PLU qui bloquent aujourd'hui cette démarche sont ceux qu'il faudrait réviser dans le sens des préoccupations environnementales modernes. Des marges de manoeuvre pourraient avoir lieu dans les suivants : DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 46

47 Dans l'article 6 : implantation des construction par rapport à la rue et à l'emprise publique. Dans l'article 7 : implantation des constructions par rapport aux limites séparatives. Dans l'article 11 : relatif à «l'aspect», il définit les couleurs, aux couvertures, aux baies, aux matériaux et aux ratios ouvertfermé, mais aussi sur les saillis permises sur le domaine public. En étage, le surplomb provoqué par l'isolation par l'extérieur peut être négocié avec le propriétaire voisin ou être autorisé sur le domaine public. Mais l'emprise au sol est beaucoup plus délicate, dans le respect de l'alignement des façades sur le domaine public, ce qui oblige souvent à passer l'isolation à l'intérieur sur le rezdechaussée. Le recouvrement des deux systèmes évitera toute déperdition thermique, mais la façade perd alors son unité et devient discontinue. Il se peut néanmoins que l'on expérimente de nouvelles typologies de façades, qui feront référence dans le futur. Remise en question du calcul des taxes Un projet de décret, approuvé par le Comité des Finances Locales, prévoit que les surfaces de plancher nécessaires à l isolation thermique ou phonique d une construction existante ne seraient plus soumises aux taxes d urbanisme. Ce décret a pour but de favoriser l isolation thermique et phonique des bâtiments existants, notamment par l adaptation de certaines règles d urbanisme relatives au calcul des surfaces d une construction. Dans le même sens, le ministère de l Ecologie a indiqué dans son rapport au Comité des Finances Locales, que «la filière forestière vient d être très fortement éprouvée: les procédés d isolation par l extérieur pouvant utiliser le bois, il est donc souhaitable d aider à leur développement». Même si le bois n'est sans doute pas la réponse la plus adaptée en milieu urbain, dans la mesure où la pierre domine, il semble être une opportunité respectant de nombreuses exigences environnementales dans la grande banlieue et les nouveaux quartiers. Le texte proposé devrait permettre de développer l'amélioration thermique par des systèmes d'isolations par l'extérieur. Le Bonus de COS La Loi sur l'énergie de 2005 (Loi POPE) permet de bénéficier d'un bonus de COS de 5 à 20% pour les bâtiments remplissant certains critères de performance énergétique. C'est à la commune qu'est donné la faveur de l'application de cette loi. Art. L Le dépassement du coefficient d occupation des sols est autorisé, dans la limite de 20 % et dans le respect des autres règles du plan local d urbanisme, pour les constructions remplissant des critères de performance énergétique ou comportant des équipements de production d énergie renouvelable. Un décret en Conseil d Etat détermine les critères de performance et les équipements pris en compte. La partie de la construction en dépassement n est pas assujettie au versement résultant du dépassement du plafond légal de densité. Art. L Les dispositions de l article L sont rendues applicables dans la commune par décision de son conseil municipal. Ce concept d'ouverture de la réglementation, presque transgressif, a déjà été développé dans d'autres pays comme la Suisse, autour de leur label Minergie. Il offre sans doute une solution d'avenir en terme de développement durable et d'exigences environnementales face aux limites actuelles de la réglementation française dans le bâtiment. L'obligation de critères environnementaux inscrits dans les règlements des PLU s'avère impossible. Ces critères sont relégués à de simples conseils ou concédés à des documents éthiques annexes tels que les cahiers de recommandation. Toutes les chartes mises en place illustrent bien le niveau de prise en compte qui s'apparente plus à de la sensibilisation facultative qu'à de réels impératif nécessaires. DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 47

48 Le bonus de COS applique une logique incitative grâce à un bénéfice économique direct, sous condition de performances énergétiques reconnues par le label Haute Performance Energétique. Il autorise donc un supplément de m² constructibles au maître d'ouvrage, ce qui lui augmente la surface, lui réduit le coût total de l'opération, ainsi que les charges liées au fonctionnement énergétique. Le bonus COS peut ainsi s'appliquer à tous les domaines de construction, qu'il s'agisse du neuf, de la réhabilitation, de la rénovation. Il touche directement à la rentabilité en contre partie de pratiques environnementales de qualité, alors que ces deux concepts apparaissent de prime abord comme contradictoires. Le bonus de COS permet donc d'annuler le surcoût des démarches environnementales labellisée décrites plus haut et ouvre ainsi de nouvelles perspectives dans le bâtiment. L'isolation par l'extérieur et l'isolation répartie, font parties des exigences minimales de la labellisation THPE, et anticipent la RT Ces systèmes sont donc, entre autres, les clés du bénéfice du bonus de COS. Avec sa procédure relativement simple, il est aujourd'hui un outil opérationnel phare qui répond aux objectifs environnementaux d'un territoire, tout en permettant des approches sur mesures. DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 48

49 III FICHES OPERATIONNELLES 1 FICHE SYNTHESE TECHNIQUE : MATÉRIAUX COMMENT CHOISIR UN MATÉRIAU POUR UNE ISOLATION DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 49

50 DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 50

51 2 FICHE SYNTHESE TECHNIQUE : MISE EN OEUVRE QUELS PROCÉDÉS METTRE EN OEUVRE POUR UNE ITE DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 51

52 DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 52

53 2 FICHES SYNTHESES D'INTERVENTION : TYPOLOGIE IMPLANTATION IMPOSSIBILITÉS CONTRAINTES TABLEAU ET VALORISATIONS ET CHAMPS D'ACTIONS RÉCAPITULATIF DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 53

54 DE L'EQUIPEMENT ILEDEFRANCE 54

55 Formule : (ép. iso. int.) x (x. m linéaires) x ( n. niveaux) Exemple : Emprise de 0,15m d'isolation intérieure existante Batiment de 40m linéaires sur rue et de 10 niveaux (0,15) x (40) x (10) = 60 m2 Gain en surface habitable de 60m2 Proposition de dispositions particulières, en vue d'améliorations des performances énergétiques des bâtiments par la mise en place d'un système d'isolation par l'extérieur, pouvant s'intégrer aux Articles 6 et Articles 7 du PLU. Ces dispositions seront applicables à certains secteurs, zones ou quartiers définis par la collectivités en fonction de leur pertinence par rapport à la largeur des voies existantes, de la qualité du bâti, de la sécurité, et de l'accessibilité. Néamnoins, l'application de ces dispositions devront être mises en corrélation avec les conformités prescrites dans l'article 11 relatif à l'aspect extérieur des constructions et à l'aménagement de leurs abords, de la protection des immeubles et des éléments de paysage. Article 6 : " Implantation des constructions par rapport aux voies " Article 7 : " Implantation des constructions par rapport aux limites séparatives " Lorsqu'une construction existante implantée à l'alignement sur le domaine public n'est pas conforme aux réglementations thermiques en vigueur, une concession domaniale, un bail amphytéotique ou une vente directe d'une bande de terrain inférieure de 50 cm de large peut être accordé, pour la réalisations de travaux d'isolation par l'extérieur par le propriétaire de cette construction. La facilité d'acquisition de cette bande de terrain sur le domaine public pourra se faire moyennant un loyer d'une somme modique ou un prix de vente fixé à l'euro symbolique. Le propriétaire du biens devra répondre de la qualité et de l'amélioration thermique de ces travaux par la validation d'une labellisation définie par la collectivité. La perte des droits de propriété de ce bien public ne sera donc pas valorisée financièrement, mais qualitativement, par la participation aux démarches environnementales et à la réductiondes gaz à effet de serre. La partie verticale de la nouvelle façade isolée par l'extérieur construite selon ces dispositions spécifiques deviendra le nouveau référent de l'implantation à l'alignement dans la zone définie, pour garantir dans le futur une bonne transition volumétrique et architecturale des constructions projetées. Les constructions futures et modifications de facades à venir devront s'insérer de manière satisfaisante dans le paysage de la rue, notamment en respectant le nouvel l'alignement de la voie et en assurant un raccordement de qualité avec le soubassement des bâtiments déjà pourvus d'un système d'isolation par l'extérieur. Cette disposition confortera les applications de l'article 11 sur le long terme.

56 IMPLANTATION TYPOLOGIE