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François Brunet
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1 Formation Bâtiment Durable : Matériaux d isolation : comment choisir? Bruxelles Environnement Comment choisir l isolation des murs? Arnaud Evrard UCL / Architecture et Climat

2 Objectifs de la présentation Comprendre, sur base des aspects techniques, les répercussions d un choix d isolant sur la pérennité du bâti Comprendre l influence du choix d un type d isolant sur le transfert et le stockage de la chaleur et de l humidité à travers et au sein des murs 2

bâti Comprendre l influence du choix d un type d isolant sur le

3 Plan de l exposé Introduction Choisir l isolant Isoler un mur Isoler par l intérieur Conclusions 3

4 INTRODUCTION Pour limiter les consommations d énergie, on peut agir à plusieurs niveaux Architecture et Climat 4

5 INTRODUCTION Il faut analyser les transferts de chaleur, d air, de vapeur et d eau liquide à travers l enveloppe MOTEUR DES FLUX? FLUX? Différence de température Différence de pression Différence d humidité relative Différence de pression de vapeur Différence de pression capillaire Vapeur Eau liquide Architecture et Climat 5

FLUX? Différence de température Différence de pression Différence d humidité

6 Plan de l exposé Introduction Choisir l isolant Isoler un mur Isoler par l intérieur Conclusions 6

7 Choisir l isolant Les phénomènes de transferts et de stockage sont principalement liés à la structure poreuse et à la nature des matériaux Insulation materials, éd. Détails A. Evrard 7

8 Choisir l isolant Matériaux isolants Origine minérale Origine organique Composite Laine Mousse Laine Mousse Faible impact Fibre Hautes performances 8

9 Choisir l isolant Laines minérales 9

10 Choisir l isolant Mousses synthétiques Polystyrène expansé -EPS Polystyrène extrudé - XPS Polyuréthane - PUR Urée formol- UF 10

11 Choisir l isolant Mousses minérales Vermiculite Argile expansée Perlite Béton cellulaire Verre cellulaire 11

12 Choisir l isolant Les composites à «hautes performances» Isolant translucide Isolant mince réfléchissant Isolant sous vide Aérogel 12

13 Choisir l isolant Laines végétales / animales Fibres de coco Laine de mouton Fibres de coton Fibres de lin Fibres de chanvre 13

14 Choisir l isolant Laines et fibres de bois Laine de bois Bois feutré Ouate de cellulose, Copeaux minéralisés Chène liège insufflée ou en panneaux 14

15 Choisir l isolant Les composites à «faibles impacts» Torchis ou terre-paille Bois-ciment Chaux-chanvre 15

16 Choisir l isolant La conductivité thermique des matériaux est évidemment un paramètre important Kingspan 16

17 Choisir l isolant Pour certains matériaux, la présence d humidité ne doit pas être négligée car elle influence les autres paramètres A. Evrard, PhD UCL,

18 Choisir l isolant Leur courbe d absorption doit donc être connue w max w f w 95 Fraunhofer-IBP 18

19 Choisir l isolant Idéalement, les coefficients d absorption et de redistribution de l eau liquide doivent aussi être connus Absorption Redistribution Fraunhofer-IBP 19

20 Choisir l isolant Huit paramètres sont indispensables aux calculs couplés du transfert et stockage dynamique de température et d humidité dans les parois: densité (ρ) [kg/m³] porosité (ε) [%] chaleur spécifique (c) [J/kg] conductivité thermique (λ) [W/mK] facteur de résistance à la diffusion de vapeur (µ) [-] taux d humidité à 80 % HR (w 80 ) [kg/m³] taux d humidité à saturation capillaire (w f ) [kg/m³] coefficient d absorption (A) [kg/m²s 1/2 ] 20

conductivité thermique (λ) [W/mK] facteur de résistance à la diffusion de vapeur (µ) [-] taux d humidité à 80 %

21 Choisir l isolant Fraunhofer-IBP 21

22 Choisir l isolant WOOD AAC BRICK CEM MW LH Water (0) 4,5 9, (0) Dry density 0 [kg.m -3 ] Water content at 80% w 80% [kg.m -3 ] Free saturation w f [kg.m -3 ] Dry total porosity ξ 0 [%vol] Dry thermal capacity c 0 [J.kg -1.K -1 ] 0,04 0,115 0,6 1,6 0,09 0,12 1,3 4, Dry thermal conductivity 0 [W.m -1.K -1 ] Dry vapour diffusion resistance factor 0 [-] (0) 0,0004 0,016 0,056 0,0736 0,3 Liquid transfer coefficient for absorption A [kg/m².s -1/2 ] 22

23 Plan de l exposé Introduction Choisir l isolant Isoler un mur Isoler par l intérieur Conclusions 23

Isoler un mur Type de murs existants Murs massifs ~ du XVIII ème au XX ème Répartition du nombre de logements selon leur époque de construction Murs pleins en brique ~ fin XIX ème début XX ème Murs

24 Isoler un mur Type de murs existants Murs massifs ~ du XVIII ème au XX ème Répartition du nombre de logements selon leur époque de construction Murs pleins en brique ~ fin XIX ème début XX ème Murs creux «première génération» ~ entre deux guerres Murs creux «deuxième génération» ~ années 70 Murs creux isolés ~ à partir des années 80 Architecture et Climat Source : L application des principes de la maison passive en Région de Bruxelles-Capitale, 2008, Ceraa En RBC, ~78% du bâti bruxellois date d avant la crise pétrolière des années 70! 24

25 Isoler un mur Isoler un mur existant? Architecture et Climat 25

26 Isoler un mur Isoler un mur existant? Architecture et Climat 26

27 Isoler un mur Isoler un mur existant? Architecture et Climat 27

28 Isoler un mur Type d isolant? 28

29 Plan de l exposé Introduction Choisir l isolant Isoler un mur Isoler par l intérieur Conclusions 29

30 Isoler par l intérieur Recherche ISOLIN Phase III, GUIDE ISOLIN A. Branders / A. Evrard / A. De Herde (version.pdf ou papier en français) OUTIL ISOLIN A. Evrard / C. Hermand / A. De Herde (DVD in English) (ou «Isolation thermique par l'intérieur» dans Google) 30

31 Isoler par l intérieur Risques majeurs liés à l isolation par l intérieur Architecture et Climat 31

32 Isoler par l intérieur Condensations internes Diagramme d enthalpie Architecture et Climat 32

33 Isoler par l intérieur Méthode de Glaser (statique, sans pluie, sans soleil) > Condensations internes Architecture et Climat 33

34 Isoler par l intérieur Méthode de Glaser (statique, sans pluie, sans soleil) > Condensations internes Architecture et Climat 34

35 Isoler par l intérieur Autres méthodes du même type Logiciel Glasta (Physibel) BS 5250:2002 (GB) règle dite du «5 pour 1» DIN 4108:2001 (DE) 35

36 Isoler par l intérieur Lutter contre les condensations internes - HIVER Par-vapeur ou Freine vapeur Architecture et Climat 36

37 Isoler par l intérieur Lutter contre les condensations internes - ETE Par-vapeur ou Freine vapeur «intelligent» (ou «à mu variable) Architecture et Climat 37

38 Isoler par l intérieur Maximiser le potentiel de séchage du mur AVANT APRÈS Architecture et Climat 38

39 Isoler par l intérieur Stratégie pour réaliser un système d isolation Architecture et Climat 39

40 Isoler par l intérieur Choix de conception 40

41 Isoler par l intérieur Choix du système constructif Système à panneaux isolants collés Architecture et Climat 41

42 Isoler par l intérieur Choix du système constructif Système à structure Architecture et Climat 42

43 Isoler par l intérieur Choix du système constructif Système d isolation projetée Architecture et Climat 43

44 Isoler par l intérieur Choix du système constructif Système avec contre-cloison maçonnée Architecture et Climat 44

45 Isoler par l intérieur Analyse des nœuds constructifs Architecture et Climat 45

46 Isoler par l intérieur Analyse des nœuds constructifs Architecture et Climat 46

47 Isoler par l intérieur Analyse des nœuds constructifs Architecture et Climat 47

48 Isoler par l intérieur Analyse des nœuds constructifs Architecture et Climat 48

49 Isoler par l intérieur Analyse des nœuds constructifs Architecture et Climat 49

50 Isoler par l intérieur Analyse des nœuds constructifs Architecture et Climat 50

51 Isoler par l intérieur Outil ISOLIN: 7000 simulations WUFI Pro! Climat extérieur Type de maçonnerie Type d isolant Epaisseur d isolant Climat intérieur Revêtement extérieur Revêtement intérieur préexistant Membrane freine-vapeur Architecture et Climat 51

52 Isoler par l intérieur Outil ISOLIN (Tableur Excel) Architecture et Climat 52

53 Isoler par l intérieur Outil ISOLIN (Tableur Excel) Architecture et Climat 53

54 CONCLUSIONS 1/2 Les principaux paramètres hygrothermiques des matériaux doivent être connus Il existe des logiciels capables de modéliser les transferts et stockage dynamiques de chaleur et d humidité dans les murs isolés L isolation par l intérieur des murs existants est souvent la seule possible, mais c est la plus complexe Quand c est possible, préférer une isolation de la coulisse ou par l extérieur et envisager la combinaison de ces trois solutions 54

55 CONCLUSIONS 2/2 Si l on choisi d isoler par l intérieur La méthode de Glaser est sévère Les logiciels WUFI sont puissants mais relativement lourds L outil ISOLIN permet de valider certains choix L exposition aux intempéries est critique Si le murs est exposé, l application d un hydrofuge performant est efficace Un revêtement trop étanche à la vapeur à l extérieur peut provoquer une accumulation d humidité dans le mur L application d une membrane intérieure adaptée est recommandée, particulièrement dans une ambiance intérieur humide Les membranes à mu-variable conservent le potentiel de séchage des murs 55

56 Outils, sites internet, etc. intéressants : D=

57 Contact Arnaud Evrard Dr. Ir. Arch. Chargé de recherche à l UCL Coordonnées : 010/ arnaud.evrard@uclouvain.be Site: 57

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