Faits relatifs à l'isolation thermique

Les économies réalisés grâce aux mesures énergétiques appliquées ont été prouvées dans le monde entier depuis 1920 dans une multitude d'études scientifiques et de mesures sur des bâtiments. L'agence allemande de l'énergie (DENA), par exemple, a étudié 350 immeubles dont la consommation d'énergie de chauffage a chuté de 76 % en moyenne, pour passer de 223 à 54 kWh par mètre carré par an, après la rénovation (à partir de 2003).

Source : Étude dena : Energetische Gebäudesanierung hält, was sie verspricht (en allemand)

Des déperditions de chaleur jusqu'à dix fois moins importantes

Le transport de chaleur dû à des composants de façade est appelé Transmission. Plus la conductivité thermique d'un élément de construction est bonne, plus les déperditions de chaleur sont élevées. La valeur thermique d'un élément de construction résulte de la conductivité thermique et de l'épaisseur des matériaux utilisés. Elle est indiquée sous forme de coefficient de transmission thermique. «Des murs extérieurs typiques d'un bâtiment ancien possèdent des coefficients de transmission thermique entre 1,4 et 1,8 W/m²K. Ici, dans le cas d'une température extérieure de 0 degré, une puissance thermique de 30 à 40 W par mètre carré de surface de mur extérieur environ doit être maintenue afin de conserver une température intérieure de 20 °C. Les murs extérieurs bien isolés actuellement atteignent des coefficients de transmission thermique entre 0,1 et 0,3 W/m²K, ce qui signifie qu'ils perdent 5 à 10 fois moins d'énergie par transmission que des bâtiments existants. Des rapports similaires apparaissent également avec d'autres éléments de construction, comme le toit ou les plafonds de caves.»

À propos du sens de l'isolation thermique, Dr. Volker Kienzlen e.a., 2014, Karlsruhe : Klimaschutz- und Energieagentur Baden-Württemberg GmbH, 2015, (en allemand) Télécharger | PDF 5 MB

Le soleil à lui seul ne suffit pas

L'idée selon laquelle il serait possible de se passer d'une isolation de façade si la maçonnerie était suffisamment épaisse est une erreur. Dans le passé, pour les bâtiments dotés de murs jusqu'à 60 centimètres d'épaisseur et plus, de la brique pleine ou des moellons étaient mis en oeuvre. Dans ce cadre, des coefficients de transmission thermique inférieurs à 1 W/m²K sont une exception absolue. En été, le soleil stocke, certes, de grandes quantités de chaleur dans des murs et plafonds massifs de ce type, mais cette chaleur est à nouveau perdue en octobre au plus tard. Ensuite, la température ambiante descend en dessous de 15 °C et nous commençons à chauffer : les bâtiments anciens massifs non-isolés sont généralement chauffés 220-240 jours par an. La protection thermique consiste ici à construire en s'adaptant au climat, car notre période de chauffage est froide, sombre, humide, ventée et longue. L'isolation thermique raccourcit la période de chauffage et diminue en outre la puissance calorifique nécessaire, en retenant plus longtemps dans la maison la chaleur solaire qui parvient à l'intérieur à travers les éléments de construction vitrés. L'erreur de compréhension suivante est que ce rayonnement du soleil contribuerait également à des économies d'énergie, même s'il tombait sur des murs massifs non-isolés. Une multitude de protocoles expérimentaux et de série de mesures ont prouvé au cours des cent dernières années l'incohérence de cet espoir.
Livre blanc d'isolation des façades, Stühlingen, Sto SE & Co. KGaA, 2015, p. 16 et suivantes (en allemand)
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L'aide financière de l'État accélère l'amortissement

Financièrement, une rénovation de façade énergétique est rapidement rentable. Avec les programmes de subventions actuels et les émissions de CO₂ économisées sur l'huile et le gaz naturel, les durées d'amortissement se situent souvent en dessous de dix ans. Calcul de rentabilité des mesures d'efficacité énergétique dans le bâti relatif aux acteurs, IWU, Darmstadt 2013 (en allemand)
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Économiser avec le «bon moment»

Le moment optimal sur un plan financier pour des mesures d'économies d'énergie intervient alors si des travaux de modernisation et de remise en état qui sont de toute façon à l'ordre du jour sont couplés avec une mise à niveau énergétique. Si, par exemple, l'enduit doit être refait à neuf, des coûts sont occasionnés par l'installation du chantier, l'échafaudage, l'enduit, les appuis de fenêtres, etc. Les coûts supplémentaires pour l'isolation supplémentaire sont calculables et sont ensuite amortis encore plus rapidement, comme en témoignent les études de l'institut de recherche pour la protection thermique (FIW), de l'institut allemand pour la recherche économique (DIW), l'institut pour le logement et l'environnement (IWU) et la banque KfW.

Le bénéfice financier est complété par une augmentation de la valeur du bâtiment et la nette amélioration du confort du logement.

Les murs ne sont pas une technique de ventilation. L'humidité ambiante n'est diffusée à elle seule que jusqu'à quatre pour cent maximum à travers le mur. Au lieu de cela, en présence d'une hygrométrie intérieure élevée, l'enduit intérieur absorbe la majeure partie de la vapeur d'eau libérée dans la pièce. De là, l'humidité s'assèche ensuite à nouveau au contact de l'air ambiant et doit être évacuée. Avec ou sans isolation thermique - il n'existe aucune alternative à une ventilation manuelle ou automatisée du logement, car les bâtiments ne respirent pas et n'ont jamais respiré.

Ce qui n'est pas étanche s'abîme
Il s'agit d'une pratique de construction généralement reconnue : un bâtiment, même sans isolation, doit être suffisamment hermétique pour éviter des dégâts (humidité dans les éléments de construction) et une ventilation non contrôlée (déperditions de chaleur). L'idée d'un «bâtiment qui respire» avec une circulation d'air à travers les éléments de construction repose sur une erreur de mesure datant du 19ème siècle démentie depuis longtemps, ainsi que sur le souvenir de bâtiments d'antan exposés aux courants d'air avec des raccords de toiture, de fenêtres et de portes perméables, des joints de composants non-enduits, etc. Ces fuites pouvaient couler de façon non contrôlée, ce qui entraînait un écoulement d'eau de condensation dans le composant et l'endommageait durablement en raison de l'humidité.

Une idée préconçue largement répandue dit que les maisons bien isolées sont exposées à un risque de moisissure. «Mais l'inverse est vrai : une apparition de moisissures guette avant tout là où l'isolation est mauvaise, voire absente.» La Stiftung Warentest et de nombreuses autres institutions spécialisées ont déjà décrit ce phénomène à d'innombrables reprises. La protection thermique des bâtiments réduit le risque d'apparition de moisissures sur la face intérieure des éléments de construction extérieurs et évite des dégâts dans les bâtiments en raison de la formation d'humidité. Ainsi, une isolation thermique contribue à un logement durablement sain.

Cf. aussi Test spécial énergie tiré à part, Moisissures, Isoler contre la moisissure, 06/2006 (en allemand) Télécharger | PDF 3,5 MB

Couper l'alimentation de la moisissure.
Pour sa croissance, la moisissure n'a pas besoin d'eau de condensation visible. Une humidité relative de l'air de 80 % au niveau des surfaces pendant trois à cinq jours suffit. L'humidité relative de l'air dépendant des températures locales, elle est particulièrement élevée à proximité de murs extérieurs non-isolés et tout particulièrement dans les angles ou derrière les meubles. Une isolation thermique empêche que les surfaces des éléments de construction extérieurs refroidissent tant qu'une valeur critique est atteinte à l'humidité relative de l'air ambiant. À nouveau la Stiftung Warentest : «Une isolation thermique extérieure associée à une façade adaptée est généralement la meilleure condition préalable pour éviter durablement des problèmes d'humidité et de moisissures.» La plus vaste étude réalisée jusqu'à ce jour sur des moisissures d'appartements dans 5'530 logements par trois chaires d'hygiène d'écoles supérieures allemandes a mené au résultat suivant : «Les isolations thermiques réduisent le risque de dommages dus à l'humidité et de formation de moisissures». Prof. Brasche e.a., Vorkommen, Ursachen und gesundheitliche Aspekte von Feuchteschäden in Wohnungen, dans : Journal fédéral de la santé 2003 (en allemand)

Sans aération, cela n'allait pas et ça ne va pas

Si des maisons rénovées et dotées d'une isolation thermique devaient exceptionnellement être concernées par la moisissure, les causes résident quasiment toujours dans les «ponts thermiques» et/ou dans de faibles taux de circulation d'air.

Des ponts de froid se forment aux endroits où la couche d'isolant est interrompue ou de dimensions trop faibles (par ex. au niveau de raccords avec une cave ou un toit, au niveau de dalles de balcon saillantes, etc.).

Après la rénovation de bâtiments auparavant perméables, le besoin de ventilation augmente et le comportement d'aération doit donc être adapté. Celui qui était habitué à ce que l'air humide disparaisse toujours à travers des fenêtres non-étanches ou d'autres joints, doit maintenant ouvrir régulièrement les fenêtres pour une aération ponctuelle ou déléguer le travail à une installation de ventilation.

Les algues se trouvent partout dans la nature et, dans des conditions appropriées, colonisent quasiment n'importe quelle surface ; c'est ce qu'a rapporté en 2020 le Frankfurter Allgemeine Zeitung (FAZ) sous le titre « Die Rückkehr der Algen und Flechten» (en allemand). Elles sont inoffensives, ne détruisent rien sur la façade et l'altèrent seulement visuellement. Les façades isolées n'étant pas chauffées par l'intérieur, elles sont un peu plus froides que des façades non-isolées et peuvent donc être humidifiées plus souvent par la condensation, ce qui fait en principe l'affaire des algues. Afin de réduire toutefois autant que possible la probabilité d'une colonisation par les algues, de nombreux enduits et peintures de façades contiennent aujourd'hui un film de protection encapsulé inhibiteur de microorganismes. Celui qui ne souhaite pas utiliser ce mécanisme peut recourir à des peintures et des enduits qui repoussent les microorganismes avec des moyens naturels.

Artifices de la nature
De tels enduits et peintures «bioniques» utilisent des «astuces» de la nature qui ont été reprises aux végétaux ou aux animaux. La peinture de façade StoColor Dryonic®, par exemple, fonctionne comme l'écusson d'un coléoptère africain. La pluie, les goutelettes de brouillard et la rosée ne peuvent pas s'accumuler sur la surface micro-structurée comme avec des peintures classiques. L'humidité se répartit largement pour former un film mince et la surface de la façade sèche nettement plus rapidement. La peinture déperlante pour façades prive ainsi les algues et les champignons de leur base vitale, l'humidité.

En Suisse, les façades ont peu d'influence sur les incendies.
Indépendamment du fait qu'un bâtiment soit ou non isolé, toutes les prescriptions en cas d'incendie doivent toujours être respectées afin que les issues de secours restent utilisables et que la propagation d'un feu soit ralentie autant que possible. En Suisse, les hauts bâtiments doivent généralement uniquement être construits avec des matériaux de construction ininflammables. Et dans le cas d'incendies dans des maisons individuelles, la façade ne joue quasiment aucun rôle dans la propagation de l'incendie : en raison de la faible hauteur du bâtiment, les flammes d'incendies, d'automobiles en feu, de feux d'abris de voitures ou de poubelles enveloppent directement le toit ou pénètrent dans la maison par les fenêtres. Les habillages en bois de façades habituels un peu partout et autorisés également pour les petits bâtiments doivent être évalués comme plus critiques que l'utilisation de systèmes d'isolation thermique par l'extérieur en termes de protection contre le feu.

L'isolation des façades permet de préserver les ressources et de soulager l'environnement. Dans les bâtiments anciens, ils réduisent la consommation d'énergie et les émissions de CO2 au fil des décennies. Dans les bâtiments neufs, ils permettent de rétrécir les sections murales et de remplacer des produits de construction lourds et massifs (maçonnerie, béton) par des matériaux isolants légers. Ainsi, ils permettent d'économiser beaucoup d'énergie lors de la fabrication des matériaux de construction et du transport. En outre, les matériaux isolants nécessitent comparativement moins d'énergie pour leur fabrication, qu'ils économisent ensuite rapidement durant leur phase d'utilisation.

Le bilan est compensé en quelques mois seulement.
Lors de la détermination de la durée d'amortissement énergétique des matériaux isolants, les coûts de fabrication de ces matériaux sont confrontés à l'économie d'énergie primaire résultant de leur effet isolant. «En règle générale, la durée d'amortissement énergétique des matériaux isolants est inférieure à deux ans.»
Cf. aussi article de position «À propos du sens de l'isolation thermique», Dr. Volker Kienzlen e.a., 2014, Karlsruhe : Klimaschutz- und Energieagentur Baden-Württemberg GmbH, 2015, (en allemand) Télécharger | PDF 5 MB

Si l'on se penche sur la durée de vie d'un système d'isolation (cf. ci-dessous), il est alors très judicieux d'utiliser du pétrole comme isolant efficace sur le long terme afin d'économiser ainsi une quantité bien plus grande de pétrole utilisée. Les associations de consommateurs et la Fédération allemande pour l'environnement et la protection de la nature (BUND) critique le confirment également, cette dernière préconisant ainsi un système d'ITE à base de polystyrène : «... à plus forte raison si ce matériau est fabriqué à partir de pétrole, les économies dépassent les coûts de fabrication en quelques mois.»

Les matériaux isolants ne sont pas soumis à un phénomène d'usure, les revêtements de finition les protégeant des influences environnementales ; ils tiennent donc aussi longtemps que le bâtiment. Le démontage n'intervient que lors de la démolition de la maison ou d'un élément de construction avec, selon le matériau isolant, un recyclage consécutif ou une valorisation thermique. Le système d'isolation thermique par l'extérieur le plus ancien protège une maison individuelle d'Hauenstein (Palatinat) depuis 1963 des déperditions de chaleur et il a seulement été peint depuis.

L'enduit c'est de l'enduit
Le Fraunhofer Institut für Bauphysik IBP a étudié de près le comportement de vieillissement des systèmes d'isolation thermique par l'extérieur depuis 1980 dans le cadre d'études permanentes. Seuls quelques défauts d'enduit extérieur, comme des fissures ou des éclats, ne reposant pas sur le système d'isolation ont été constatés. Le bilan : le comportement de vieillissement des façades dotées de systèmes d'ITE est «évalué de la même manière que celui de parois extérieures enduites conventionnelles». En outre, les chercheurs ont attesté que les coûts de maintenance pour des façades isolées seraient «comparables à des façades enduites sans isolation».

Cf. également communiqué de l'IBP «Évaluation du comportement à long terme de systèmes d'isolation thermique par l'extérieur installés», Kristin Lengsfeld e.a., (en allemand) Télécharger | PDF 0,8 MB

L'isolation thermique à la maison n'est pas un problème environnemental, mais une partie de sa solution. Une isolation posée une seule fois réduit la combustion d'énergies fossiles et l'émission de substances nocives issues du chauffage pendant de nombreuses décennies. Pour les bâtiments neufs, elle économise de l'énergie pour la fabrication et le transport de matériaux de construction massifs et, pour les bâtiments anciens, l'isolation prolonge la durée d'utilisation du bâtiment, ce qui évite les gravats occasionnés par des démolitions précoces.

Prêt pour l'économie circulaire
À l'avenir, des taux de recyclage plus élevés de tous les matériaux de construction seront exigés. Les matériaux isolants n'ont aucun problème avec cela ; il est prévu qu'une première installation de recyclage de polystyrène soit mise en sevice en 2021. Sa fluidification à l'aide du procédé CreaSolv sur le chantier minimise son volume et réduit donc considérablement les coûts de transport. Après une séparation des impuretés, il reprend la forme d'un granulat moussable. D'autres procédés sont en préparation pour d'autres matériaux isolants.

Petits volumes et matières premières renouvelables
La durabilité prolongée des matériaux isolants ne rend pas encore un recyclage urgent aujourd'hui, le reflux de matériaux isolants provenant de la démolition de bâtiments étant encore faible. Par conséquent, le brûlage des quantités encore faibles dans des centrales de valorisation des déchets et des cimenteries reste également une utilisation matérielle pertinente. De nombreux matériaux isolants issus de matières premières renouvelables sont également réutilisés de cette manière.

La même règle s'applique aux bâtiments isolés qu'aux bâtiments non-isolés. Il est question d'exploiter les possibilités de façon créative. Et les systèmes d'isolation de façade en offrent une multitude. La sélection de surfaces de façades possibles s'étend de différents enduits et peintures à des éléments architecturaux massifs, en passant par des surfaces céramiques, des briquettes de parement, de la pierre naturelle ou du verre.

L'aspect caractéristique peut être préservé
Même des ornements de façades d'époques architecturales révolues ne doivent pas disparaître sous une couche d'isolant. La décision revient au propriétaire de la maison. Aujourd'hui, il existe des matériaux et des techniques avec lesquels des rénovations peuvent être mises en oeuvre en douceur, sans modifier l'aspect global de la maison. Cela s'applique également aux bâtiments classés monuments historiques, pour lesquels les économies d'énergie souhaitées peuvent être obtenues avec une isolation thermique par l'intérieur ou avec une combinaison d'isolation thermique par l'intérieur et par l'extérieur.

La rénovation énergétique du patrimoine bâti représente un élément constitutif essentiel de la transition énergétique, environ 40 pour cent de l'énergie finale consommée étant utilisée dans ce cadre, et principalement pour le chauffage. L'isolation thermique crée la condition préalable pour l'utilisation future d'énergies renouvelables, en réduisant l'appétit énergétique de nos maisons. L'isolation de façade offre pour cela la contribution la plus importante dans le secteur du bâtiment.

Celui qui consomme peu a le choix.
Les économies d'énergie dans les bâtiments existants sont donc plutôt une condition nécessaire à l'utilisation généralisée des énergies renouvelables qu'une alternative à celles-ci. Une étude réalisée à la demande de l'institut d'utilité publique Agora Energiewende a clairement démontré que la modernisation énergétique des bâtiments permet de limiter les coûts économiques de la transition énergétique et ouvre également une «concurrence pertinente entre les différentes options d'approvisionnement énergétique».

Étude Valeur de l'efficience dans le secteur du BTP à l'heure du couplage sectoriel, ifeu, Fraunhofer IEE et Consentec, Berlin : 2018 (en allemand) Télécharger | PDF 5,1 MB