Confort d'été, confort d'hiver, même combat ?

Cet été, il a fait très chaud plusieurs fois. Sur le web, nous voyons souvent une critique de l’isolation lorsque les températures extérieures montent franchement. En effet, l’isolation freine la transmission de la chaleur, que ce soit en hiver ou en été.

En été, on peut se retrouver avec une maison qui ne se refroidit pas bien la nuit, lorsqu’il fait plus frais, mais qui se réchauffe quand même le jour, lorsqu’il fait chaud. On lit ces critiques, souvent de la part d’acquéreurs de logements à la norme RT2012 qui pensaient avoir un logement aussi performant l’été que l’hiver. Pas toujours…

En hiver, le chauffage permet de compenser la perte de chaleur par les parois et les apports internes s’ajoutent au chauffage pour monter la température interne. La consommation peut être importante, mais c’est facile à maitriser.

En été, les apports internes continuent de faire monter la température à l’intérieur, mais la chaleur externe aussi : tout va dans le même sens. La température monte, inexorablement.

Pour garder le confort l’été, il faut donc lutter contre tous les apports de chaleur et maintenir la température est moins “facile” qu’en hiver. Quelques conseils :

  • renforcer autant que possible l’isolation, pour empêcher la chaleur extérieure de rentrer. C’est la même technique qu’en hiver pour éviter à la chaleur intérieur de sortir. Tout renforcement de l’isolation participe au confort d’été,
  • en particulier, l’isolation des vitrages est toujours un point faible. Pour contrer l’entrée de la chaleur en été ou contrer la sortie de la chaleur en hiver, il faut des vitrages les plus isolants possibles, sachant qu’ils seront toujours moins isolants qu’une bonne isolation murale (un vitrage laisse passer environ 10 fois plus de chaleur qu’un mur). Le triple vitrage est la moins mauvaise solution actuellement, le double vitrage est médiocre, le simple vitrage insuffisant. Plus les surfaces vitrées sont importantes, plus le vitrage doit être isolant,
  • éviter que les rayons du soleil puisse atteindre les parois de la maison, que ce soit le toit, les murs et surtout les vitres. Arbres, volets, pergolas, stores, voiles d’ombrage, brises-soleil orientables (BSO), il existe plein de méthodes pour éviter que les rayons du soleil réchauffent la maison. Pour les vitres, c’est vraiment critique. Exemple d’anomalie menant rapidement à la surchauffe : les fenêtres de toit (sauf si elle sont orientées vers le nord, à la latitude de la France métropolitaine),
  • éviter que la chaleur de l’air extérieur rentre dans la maison. L’étanchéité à l’air participe au confort d’été, comme à celui d’hiver. Mais il faut ventiler pour garder un air intérieur sain. Plusieurs solutions : VMC double flux à haut rendement, puits provençal et ses variantes. La coupure de la ventilation est une solution très temporaire, sauf à préférer un air vicié, vite malsain, à un air chaud. La VMC simple flux, ultra majoritaire en France, se contente d’aspirer de l’air extérieur, éventuellement très chaud, pour le faire passer à l’intérieur,
  • éviter tous les apports internes, que ce soit une activité intense à l’intérieur, les appareils électriques, la cuisson, les ordinateurs, les grosses télévisions, etc. La multiplication des réfrigérateurs et congélateurs est particulièrement pernicieuse : ces appareils sont de bons petits radiateurs que nous utilisons plus en été et qui chauffent d’autant plus l’intérieur de la maison qu’il y fait chaud !

Pour contrer la hausse de la température, il faut absorber la chaleur et éventuellement apporter de la fraîcheur. Les matériaux qui se trouvent à l’intérieur de l’isolation de la maison vont emmagasiner la chaleur, absorbant celle de l’air chaud, et monter en température. L’inertie apportée par ces matériaux va freiner les variations de températures.

Dans les cas d’une structure en matériaux lourds et d’une isolation thermique par l’extérieur (ITE), la température intérieure varie plus lentement, ce qui donne un bon confort. Dans le cas d’une isolation par l’intérieur (ITI), il faut trouver d’autres moyens, moins évidents. La réaction du logement aux variations de températures extérieures se caractérise par sa “constante de temps”, qui n’est pas l’inertie, mais en lien avec le produit de l’inertie et de l’isolation. Une maison à faible inertie et très bien isolée (typiquement une maison passive à ossature bois) reste confortable l’été.

La climatisation permet un rafraichissement actif qui compense les apports de chaleur en la rejetant à l’extérieur. La montée en température est arrêtée, au prix d’une consommation importante et d’éventuels ennuis de santé lorsqu’elle n’est pas très bien conçue et installée. La climatisation est donc vicieuse, car elle génère le problème qu’elle tente de résoudre.

Thermographie avant/après

Nous avons eu l’occasionde faire une rapide thermographie de la maison le 26 février à la tombée du jour (aux environs de 19 h). La thermographie est souvent difficile à interpréter pour un novice, et la comparaison entre des images prises à 3 ans d’écart dans des conditions différentes est un exercice encore plus délicat. Si les images sont parlantes, attention donc à ne pas les interpréter trop strictement. La température intérieure en 2010 était supérieure à celle en 2013, pour assurer un confort équivalent dans une maison aux parois froides.

Suppression du pont thermique mur-plancher haut par l’isolation extérieure :

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Suppression de l’entrée d’air froid au dessus de la porte fenêtre au sud :

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Suppression du pont thermique d’angle par l’isolation extérieure :

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Suppression des multiples ponts thermiques linéaires et ponctuels par l’isolation du toit :

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Suppression d’un énorme pont thermique par l’isolation du toit :

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Suppression d’un défaut d’isolation et d’un pont thermique par isolation continue entre le toit et les murs :

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Il y a beaucoup d’autres exemples de ce genre, la maison avant rénovation ayant collectionné presque tous les cas des ponts thermiques classiques d’une isolation intérieure approximative et la rénovation ayant été conçu pour la rendre passive.

Cependant, il en y en a encore quelques uns, ponctuels et sans grand influence sur le confort ou la consommation :
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On aperçoit une probable fuite d’air apparue après les travaux (qui sera corrigée avant la finition), un léger manque d’isolation du poteau bois et le point faible des vitrages très isolants : les intercalaires.

Vue de l’extérieur, la façade sud reste très froide :

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Surtout comparée à une maison traditionnelle voisine, avec le même orientation et au même moment :

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Confort d'été

L’épisode de forte chaleur, presque caniculaire, a donné l’occasion de tester le confort d’été en condition défavorable. Les températures sont montées à 38 °C à l’ombre à l’extérieur, deux jours consécutifs, après une période normalement chaude. A l’intérieur, la température est montée à 25 °C au rez de chaussée et un peu plus (non mesuré) au premier étage, sous le toit. Cela reste très confortable.
L’effet “frigo” a été très sensible : avec une différence entre l’intérieur et l’extérieur supérieure à 10 °C, l’entrée dans la maison est rafraichissante.
La lutte contre la chaleur est simple : baisser les brise-soleil, ouvrir en grand le matin et fermer les fenêtres et portes dès que la température extérieure dépasse celle de l’intérieur. Bon résultat ? Oui, et pourtant le bâti doit compenser des conditions qui ne sont pas favorables :

  • les enfants restent à l’intérieur, ce qui donne une TV et un ou deux ordinateurs souvent allumés. Si l’on rajoute la cuisine et les autres activités, les apports internes sont importants. Mais puisqu’il fait trop chaud à l’extérieur, rester à l’intérieur est logique,
  • la maison étant proche du centre ville, la ventilation nocturne n’est pas complètement possible. Ouvrir les fenêtres la nuit ferait entrer trop de bruit, alors que le sommeil n’est pas gêné par la chaleur et que nous sommes habitués au silence derrière les triples vitrages. La ventilation naturelle (bien plus forte que le VMC) est donc surtout matinale, entre le réveil et la montée en température. Un peu court pour refroidir les tonnes de béton qui font l’inertie.

L’isolation et l’inertie (“30 tonnes de béton dans 30 cm d’isolant”) jouent donc bien leur rôle et sont bien suffisantes pour des pics de quelques jours. Au delà, il faudrait passer à un système actif. On pourrait penser à une climatisation par évaporation, un système de climatisation classique étant hors sujet car disproportionné et trop gourmand dans une maison passive.

Comment reconnaitre un bon vitrage ?

Lors des visites de la maison, la question des vitrages revient souvent. Pour expliquer ce qu’est un bon vitrage, un comportement inhabituel, celui de la condensation extérieure, sert de critère facile. En effet, la face de la vitre sur laquelle se produit la condensation permet de catégoriser le vitrage selon sa performance : Condensation extérieure

  • un vitrage insuffisant condense à l’intérieur. En effet, l’air extérieur refroidit la vitre. L’humidité intérieure se condense sur cette partie froide. Il faut surchauffer la fenêtre pour chasser la condensation, ce qui consomme énormément d’énergie. C’est un grand classique du simple vitrage, mais aussi des double vitrages un peu anciens ou abimés,
  • un vitrage moyen condense peu, ni à l’intérieur, ni à l’extérieur, sauf en milieu humide. La chaleur intérieure suffit généralement à chauffer la vitre. C’est le comportement habituel des double vitrages classiques,
  • un bon vitrage condense à l’extérieur ! C’est un phénomène fugace, qui se voit le matin. Le vitrage est suffisamment isolant pour que la vitre extérieure soit à température de l’extérieur et il se produit une condensation qui ressemble à la rosée matinale. Cette condensation extérieure montre que la chaleur intérieure ne parvient pas à atteindre l’extérieur pour évaporer cette humidité. Les premiers rayons du soleil s’en chargent. C’est le comportement habituel des triple vitrages et des meilleurs double vitrages.

Selon la condensation que vous constatez sur vos fenêtres, vous savez immédiatement leur performance, sans appareil de mesure.

Isolation du sous-sol : polyuréthane projeté

C’était la dernière grande étape pour obtenir une maison techniquement passive : le plafond et le haut des murs du sous-sol a reçu sa couche d’isolant. Pour diminuer l’épaisseur et garder une hauteur utilisable, nous avons choisi le polyuréthane.

Camion SynersolEt pour renforcer l’étanchéité qui pouvait encore être améliorée, c’est de la mousse projetée, celle qui envahit tous les recoins, qui a été mise en oeuvre par eFrance Isolation qui utilise le procédé SynerSol.

Soyons francs : le produit n’est pas écologique. Le seul vert, c’est sa couleur après vieillissement. Mais il a quand même de sérieux atouts : performant, sa conductivité thermique de 0,025 W/mK le rend meilleur isolant que la plupart des autres produits. Et comme tout isolant bien appliqué permet d’économiser de l’énergie, c’est quand même plus écologique que de ne pas isoler. La mousse projetée a aussi pour avantage d’annuler les coûts de transport sur le chantier, puisque les composants liquides sont stockés dans des cuves dans le camion qui amène les applicateurs. Le volume n’apparaît qu’après application sur les parois !
En contrepartie, l’application est “sale” : les vapeurs dégagées exigent le travail avec masque à gaz et combinaison intégrale. Les projections collent sur tout, il faut très bien protéger ce qui ne doit pas être isolé. Dans notre cas, la protection était insuffisante et nous n’avons toujours pas fini le nettoyage… Projection de la mousse de polyuréthane

Une des principales fuites dans la maison se trouvait en haut de ce mur, où était l’ancien tableau électrique. Pas sûr que l’air arrive encore à passer : Mousse sur trou électrique Si la mousse de polyuréthane n’est pas considérée comme un pare-vapeur, l’air et l’humidité ont tout de même du mal à se frayer un chemin !

Le procédé Synersol est destiné à isoler les … sols. Si le produit s’applique plutôt bien sur les murs et donne un état de surface correct (mais pas lisse), il n’est pas adapté à la projection au plafond. Non seulement, il coule vers le sol (sans tomber), mais en plus il ne peut pas être projeté perpendiculairement au plafond. Ce qui donne un aspect final peu engageant. Il faudra trouver un moyen d’abraser le surplus de mousse (il y a 25 cm par endroit pour 20 cm prévu) pour retrouver un plafond correct. L’autre défi est de trouver une finition qui n’exige pas de traverser l’isolant (pour éviter tout pont thermique).
Isolation sous-sol

L’efficacité de l’isolant se fait nettement sentir, mais d’une façon inattendue. Si l’intérieur de la maison (la zone habitable) n’a pas subi de modification (c’est l’été), le sous-sol est devenu plus frais. En effet, maintenant que le plafond et le haut des murs du sous-sol est fortement isolé, la principale zone d’échange thermique est le sol. or celui-ci est en contact direct avec la terre à plus d’un mètre sous le niveau du terrain, donc qui reste fraîche comme dans une cave souterraine.

Il fait meilleur dedans !

La forte montée de la température extérieure permet d’expérimenter le confort d’été de la maison. Si le thermomètre affiche plus de 30 °C dehors, il reste à un raisonnable 25 °C dedans en fin de journée. Pas trop envie de laisser la porte et les fenêtres ouvertes par une chaleur pareille : rester au frais est agréable.

BSO nord baissésProtection solaire, isolation et inertie du béton freinent efficacement la montée de la température intérieure, malgré des apports internes non négligeables (activité des enfants, cuisine, informatique). L’apprentissage de la stratégie de refroidissement se fait doucement : surventilation le matin au réveil par ouverture des fenêtres, abaissement des toutes les protections solaires pendant la journée, il n’y a pas d’autres contraintes. Résultat : le sommeil ne sera pas gêné par la chaleur et la fatigue est moins présente.



Raccord isolant-menuiserie, détail passif

La suppression des ponts thermiques est la règle dans la construction passive, en rénovation comme en neuf. Les menuiseries certifiées passives sont conçues pour éviter les ponts thermiques, mais il faut parfaitement les raccorder à l’isolant pour les annuler complètement. Le détail de pose est important : le dormant des menuiseries doit disparaître dans l’isolation, ne laissant visible que l’ouvrant (ou l’équivalent pour les châssis fixes).

Raccord isolant imposte Raccord de l’isolation avec l’impose (châssis fixe) : l’aluminium disparaît sous le compribande, la fibre de bois du dormant se retrouve sous 30 cm de PSE.

Raccord isolation porte Raccord de l’isolation avec la porte d’entrée : le bois sert de support au compribande, le dormant disparait entièrement sous l’isolant.

Raccord blocs PSE porte Les blocs de polystyrène expansé graphité suppriment efficacement le pont thermique. La précision de pose est plus de l’ordre du millimètre que du centimètre.

Isolation extérieure, sensation intérieure

Un des rares avantages d’habiter une maison en cours de rénovation, c’est de ressentir les changements au fur et à mesure de leur arrivée. Si le toit et les menuiseries étaient en place au moment du déménagement, l’isolation extérieure n’était pas commencée.

L’équipe d’Ecovalis a commencé par le pignon est, puis la façade sud. Le pignon ouest est presque recouvert et la façade nord est pour la semaine prochaine.

Isolation extérieure coin nord ouest

Cette progression transforme le confort intérieur de la maison. L’isolation extérieure supprime des ponts thermiques, annule les points froids et donc rend la température plus homogène. Les pièces isolées deviennent plus chaleureuses sans devenir plus chaudes. Mais puisque l’isolation n’est pas terminée, cela dépend des pièces. C’est une sensation difficile à décrire, mais elle permet de ressentir le confort apporté par une bonne isolation, sans explication ni calcul.

Par analogie avec la décoration qui peut rendre une pièce visuellement plus grande, l’isolation soignée rend les pièces thermiquement plus grandes. L’appui de fenêtre de la cuisine, qui était à température extérieure est maintenant à température intérieure, le café du matin est bien plus agréable…

Appui fenêtre cuisine

Fixation de l'isolant extérieur

L’isolation extérieure est faite de blocs de polystyrène expansé graphité (PSE gris). Pour fixer ces blocs sur le murs, il existe plusieurs méthodes. La plus classique pour cette épaisseur est de cheviller à travers les blocs dans le mur (technique dite calé/chevillé). Mais cela nous posait plusieurs problèmes :

  • pour la thermique : chaque clou qui passe à travers le bloc est un pont thermique ponctuel qui est défavorable et doit être pris en compte dans le calcul. Pour palier à ce problème, il existe des clous à rupture de pont thermique (une partie est en plastique), mais ce n’est pas aussi bon que du polystyrène,
  • pour l’étanchéité : chaque cheville est un trou dans la barrière d’étanchéité. Et vu le nombre de chevilles prévues ( 8 au m2), cela faisait trop de trous et aurait sérieusement dégradé l’étanchéité de la maison,
  • pour l’économie : les chevilles coûtent cher, plus que la colle.

Il est aussi possible de coller les blocs avec un mortier spécial. A condition que le support soit adapté, suffisamment solide et de bonne composition (enduit hydraulique). C’était évidemment la solution préférable, mais elle dépendait de la qualité de l’enduit initial. Cela fait partie des défis de la rénovation. Pour cela, un test à l’arrachement a été effectué : Pastille arrachement Pastilles collées à différents endroits avec deux mortiers différent avant arrachement contrôlé

Les résultats des tests se sont avérés concluants, de justesse. La pose se fait donc au mortier, mais non pas par plot, mais à la spatule crantée, donc en collage continu : Collage bloc PSE

Dans les parties délicates, un double encollage est nécessaire. Il sert aussi à renforcer l’étanchéité à l’air la ou il existait encore un doute : Double encollage bloc PSE

Du soin apporté à la découpe et à la pose dépend directement la qualité de l’isolation. Si l’isolation intérieure traditionnelle n’est pas avare de gros et petits ponts thermiques, le but de l’isolation extérieure est bien de les supprimer, même les petits. La pose de gros blocs est donc d’autant plus délicate, car ils doivent être bien jointifs.

Caisson de store sans pont thermique

Pour éviter les ponts thermiques dans notre rénovation passive, les stores extérieurs (voir BSO) sont séparés du mur par 15 cm de PSE graphité. Le montage d’une telle solution s’avère délicat et pas tout à fait aussi performant que souhaité : les pattes de fixation sont longues, l’isolation est diminuée (15 cm au lieu de 30 cm), l’insertion du polystyrène derrière les caissons est délicate (donc longue, donc chère).

Caisson store mur

La solution performante serait d’utiliser des panneaux isolants sous vide (VIP en anglais), très isolants, à insérer entre le caisson et le mur. Chers et fragiles, ces panneaux sont pourtant bien à leur place à cet endroit protégé et pas très grand.

Comme ce problème est classique, il existe même des produits pré-fabriqués, plus performants, plus faciles à poser (et plus chers).

Caisson store isolé

Ce type de produit aurait eu toute sa place dans notre projet. Trop tard, ce sera pour les prochains.

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