Quel isolant thermique choisir en rénovation énergétique

En France, près de 5 millions de logements sont mal isolés et 14 % des français y ont froid (chiffres donnés pour début 2022). En termes d'impact environnemental, les logements et bâtiments représentent la seconde source d’émissions de gaz à effet de serre juste après les transports, soit 27 % des émissions de CO2, et environ 45 % de la consommation d’énergie finale.

Les déperditions thermiques d’une maison

Choisir un isolant thermique repose sur plusieurs critères qu’il convient de considérer. Il n’y a pas d’isolant thermique unique et parfait, certains sont peu chers mais à la conductivité thermique élevée donc de forte épaisseur, d’autres sont très performants mais chers, d’autres encore ne sont disponibles que sous un format… en bref, choisir le meilleur isolant thermique est un compromis, et celui qui convient le mieux à la rénovation énergétique de votre logement peut très bien être différent de celui de votre voisin qui ne dispose pas du même budget ni du même bâti.

Définitions et termes techniques de l’isolation thermique

Aussi, et avant d’aller plus loin dans le choix de votre isolant, il est nécessaire de bien comprendre certains termes, car les isolants sont des produits techniques que l’on compare selon leurs caractéristiques et propriétés intrinsèques, mais aussi selon des valeurs données et des valeurs que l’on calcule. Pour cela, vous devrez donc vous familiariser avec le vocabulaire et sortir la calculatrice si vous voulez comparer les isolants entre eux. Et pour vous aider dans cette démarche, nous vous proposons ci-dessous les principales définitions des termes techniques utilisés dans ce guide et sur les fiches produits.

La conductivité thermique  

La conductivité thermique est la quantité de chaleur W/(m.K) qui peut être transférée dans un matériau en un temps donné. En d’autres mots, c’est la capacité d’un matériau à laisser passer la chaleur ou au contraire, à la retenir, à l’isoler.  Plus la conductivité est faible (on parle de lambda λ  pour mesurer cette valeur), plus le matériau isole, soit plus la valeur lambda λ est faible, plus le matériau est isolant. 

La résistance thermique

La résistance thermique R est mesurée en m2.K/W, elle dépend de l'épaisseur de l’isolant et de sa conductivité thermique (λ). On utilise cette valeur pour comparer les performances d’un isolant à l’autre (voir paragraphe Comment calculer la performance et l’épaisseur d’un isolant). A titre d’exemple, 20 cm de laine de roche de lambda 0.04 offrent la même résistance thermique que 15 cm de laine de verre de lambda 0.03. Mais à conductivité thermique (λ) égale, plus l’isolant est épais, plus la résistance thermique est forte.

Pont thermique

Un pont thermique est un point de la construction où la barrière thermique est rompue pour des causes de mauvaises mises en œuvre. C’est littéralement un pont où la chaleur peut s’échapper. Les principaux ponts thermiques se situent au-dessus des ouvertures, aux jonctions des murs, etc. 

Le déphasage thermique 

Le déphasage thermique est la capacité d’un matériau à laisser pénétrer la chaleur dans la durée, soit le temps que la chaleur met pour le traverser. Le déphasage est exprimé en heures et selon l’épaisseur du matériau. Il joue un rôle dans le confort thermique du logement en été, en empêchant la chaleur d’entrer dans le logement. Vous le retrouverez dans ce guide conseil sous le terme Confort d’été.

La réaction au feu

La réaction au feu est la manière dont se comporte un matériau comme combustible. Au mieux, il est incombustible, au pire facilement inflammable et contaminant. Pour s’y retrouver, tous les matériaux sont classés suivant les Euroclasses et la norme EN 13-501-1.

L’opacité des fumées notée s (smoke)

• s1 : faible quantité/vitesse
• s2 : moyenne quantité/vitesse
• s3 : haute quantité/vitesse

Les gouttelettes et débris enflammés notés d (droplets) 

• d0 : aucun débris
• d1 : aucun débris dont l’enflammement dure plus de 10 secondes
• d2 : ni d0 ni d1

L’énergie grise 

L’énergie grise mesure l’ensemble de l’énergie consommée lors du cycle de vie d’un matériau ou d’un produit. Cela comprend la production, l’extraction, la transformation, la fabrication, le transport, la mise en œuvre, l’entretien, puis le recyclage. Seule l’utilisation n’est pas inclue dans son estimation. L’énergie grise se mesure en joules (J) mais aussi en kilowatts heure (kWh) par commodité. Plus sa valeur est faible, moins l’impact environnemental est important. 

Choisir un isolant thermique repose sur cinq principaux critères qu’il convient d’évaluer avec précision : la surface à isoler,  la conductivité et la résistance thermiques, l’épaisseur et le format de l’isolant, le type d’isolant, la réglementation. 

La surface à isoler 

Comme vous pouvez vous en douter, on n’isole pas de la même manière des combles perdus que des murs extérieurs, ou encore un plancher que des combles aménagés. A titre d’exemple, dans le cas de combles perdus, on peut souffler de la laine de verre en flocons (λ 0,046) sur 330 mm d’épaisseur pour obtenir une résistance thermique de 7 m².K/W  (résistance minimale pour être éligible aux aides). Alors que pour isoler des murs extérieurs, il sera nécessaire d’appliquer un isolant en panneaux ou rouleaux semi-rigides, de la laine de verre de 120 mm d’épaisseur par exemple, pour obtenir une résistance thermique de 3.75 m².K/W.

Murs extérieurs, toit, ou sol, chaque surface d’application comporte ses contraintes et un isolant plus indiqué qu’un autre.

La conductivité et la résistance thermiques 

Les déperditions thermiques au sein d’un logement sont différentes comme explicitées dans l’infographie ci-dessus. Le sol, les murs extérieurs et le toit, ne présentent pas la même conductivité thermique de par leurs matériaux et leur exposition. Ainsi, chacune de ces surfaces doit être isolée en fonction, et disposer d’une résistance thermique minimum. Concrètement, et à titre d’exemple, la résistance thermique réglementaire des murs extérieurs en rénovation doit être supérieure ou égale à 2.3 (R), et les combles perdus doivent présenter une résistance thermique supérieure ou égale à 4.8 (R). Les exigences de résistance thermique varient selon que l’on effectue une simple rénovation, que l’on souhaite être éligible aux aides financières de l’Etat, ou bien classer son logement en maison BBC Effinergie. 

Les performances de l’isolant sont à adapter à la résistance thermique nécessaire de la surface à isoler. 

L’épaisseur et le format de l’isolant

L’épaisseur et le format de l’isolant sont directement liés aux deux critères énumérés dans les paragraphes précédents : la surface d’application et la résistance thermique nécessaire. Les isolants sont déclinés sous différents formats : flocons, rouleaux et panneaux souples, semi-rigides et rigides, et en plusieurs épaisseurs. Et pour un isolant de même conductivité thermique, plus la résistance thermique à atteindre est élevée, plus il est épais. A titre d’exemple, pour isoler des combles perdus selon les exigences imposées pour être éligible à la prime de transition énergétique, il est nécessaire d’atteindre un R ≥ 7 et pour cela de souffler de la laine de verre en flocons de conductivité thermique (λ) 0,046 sur 330 mm d’épaisseur. Si l’on souhaite se conformer aux normes des maisons Bâtiment de Basse Consommation (BBC), la résistance thermique à atteindre est alors ≥ 8 m².K/W, soit pour le même isolant, atteindre une épaisseur minimale de 375 mm. En simple rénovation, un R = 5 aurait été suffisant, soit une épaisseur de flocons de 235 mm. 

Le format de l’isolant diffère selon que la surface est verticale ou horizontale, et l’épaisseur de l’isolant peut impacter la surface et le volume utiles du logement selon l’application. A choisir judicieusement donc.

Le type d’isolant 

L’offre des isolants thermiques sur le marché est bien garnie comme vous allez le constater lors de la lecture de ce guide ou en recherchant votre solution d’isolation dans notre catalogue. On distingue trois types d’isolants que l’on différencie selon leur matière de fabrication : 

• Les isolants minéraux : on retrouve dans cette catégorie les classiques laine de verre et laine de roche, et le moins répandu verre cellulaire. 
• Les isolants synthétiques : il s’agit des isolants dérivés de la pétrochimie et principalement du polystyrène expansé (PSE), du polystyrène extrudé (XPS) et du polyuréthane.
• Les isolants biosourcés ou naturels : on retrouve dans cette catégorie les isolants d’origine végétale comme la laine de bois, de coton, de chanvre, de lin, de coco ou encore la paille ou le liège ; les isolants d’origine animale comme la plume d’oie, la laine de mouton ; et les isolants recyclés comme la ouate de cellulose ou le textile.

Le type d’isolant se choisit selon la surface d’application, les performances thermiques, le coût au m², mais aussi selon son impact environnemental.

La réglementation

Selon que l’on effectue une simple rénovation, une construction neuve, que l’on souhaite bénéficier de la prime à la transition énergétique, ou obtenir le label BBC-Effinergie (maison passive), les performances thermiques exigées diffèrent. Comme explicité dans le paragraphe L’épaisseur et le format de l’isolant, si vous isolez vos combles perdus, et que vous ne visez aucune aide financière de l’Etat ni aucun label, le minimum requis en rénovation est R ≥ 5 soit 235 mm de laine de verre en flocons de lambda (λ) 0,046. Si l’on souhaite prétendre à la prime de la transition énergétique, il faut isoler sur 330 mm pour atteindre un R ≥ 7, et si l’on vise le label maison BBC, c’est un R ≥ 8 qu’il faut atteindre et l’on parle de 375 mm de laine de verre en vrac.

Au-delà des labels et des primes de l’Etat, une isolation performante offre un réel confort thermique et permet de réduire considérablement sa facture énergétique. 

10 caractéristiques liées aux propriétés intrinsèques de l’isolant 

Aux principaux critères que nous venons de citer se cumulent dix caractéristiques secondaires tout aussi importantes pour bien choisir votre isolant thermique, citons : 

1. La longévité ou vieillissement dans le temps
2. La résistance et la réaction  à l’humidité et/ou à la pluie en cas d’infiltration d’eau
3. Le confort d’été ou déphasage thermique
4. L’isolation phonique ou acoustique 
5. La résistance au tassement et/ou à la compression
6. Le poids et/ou la densité
7. La résistance aux rongeurs
8. Le mode de production, la quantité d’énergie grise et la recyclabilité
9. Les conditions de pose
10. Le prix

Afin d’assurer la bonne isolation d’un logement et de réduire au minimum les déperditions thermiques, il convient d’observer les valeurs suivantes.

Conductivité thermique ou lambda (λ) 

Quantité de chaleur W/(m.K) pouvant être transférée dans un matériau en un temps donné. Plus la valeur (λ) est petite, plus le matériau est isolant. A épaisseur égale, plus le lambda est faible, plus le matériau est isolant.

Type d’isolant 

• IM : Isolants minéraux
• IB : Isolants biosourcés
• IS : Isolants synthétiques

Un isolant performant est un isolant qui ne laisse passer ni le froid ni la chaleur à travers une surface. Cette conductivité thermique, différente d’un isolant à un autre selon sa matière mais aussi selon son épaisseur, détermine sa résistance thermique. Pour comparer les performances d’un isolant à un autre, il convient donc de calculer sa résistance thermique (R) selon son épaisseur (e) et sa conductivité thermique (λ). 

La formule permettant de la calculer est R = e/λ

• R : résistance thermique [m².°K/W]
• e : épaisseur du matériau [m]
• λ : conductivité thermique [W/(m.K)]

A épaisseur égale, l’isolant le plus performant est celui dont la résistance thermique est la plus élevée.

Exemple de comparaison de deux isolants pour une même résistance thermique

Laine de roche de 20 cm d’épaisseur de lambda (λ) 0.03

• R = e/λ
• R = 0.2 m / 0.04 (λ)
• R = 5

Laine de verre de 15 cm d’épaisseur de lambda (λ) 0.02 

• R = e/λ
• R = 0.15 m / 0.03(λ)
• R = 5 

Dans notre exemple, pour une même résistance thermique finale et pour les lambdas renseignés, la laine de verre est plus performante que la laine de roche car on obtient le même pouvoir isolant sur une épaisseur plus faible de 25 % soit 5 cm de moins.

La laine de verre : avantages et inconvénients

La laine de roche : avantages et inconvénients

La perlite exfoliée : avantages et inconvénients

La vermiculite : avantages et inconvénients

Le verre cellulaire : avantages et inconvénients

La ouate de cellulose : avantages et inconvénients

La laine de bois : avantages et inconvénients

La laine de chanvre : avantages et inconvénients

La laine de mouton : avantages et inconvénients

Le liège expansé : avantages et inconvénients

La laine de lin : avantages et inconvénients

La laine de coco : avantages et inconvénients

Le polyuréthane : avantages et inconvénients

Le polystyrène extrudé : avantages et inconvénients

Le polystyrène expansé : avantages et inconvénients

L’isolation de combles aménagés se réalise sous les rampants de la toiture et principalement avec des panneaux rigides ou semi-rigides ou des rouleaux semi-rigides. 0n choisit de préférence un isolant au lambda (λ) le plus faible possible de manière à réduire au minimum l’épaisseur de l’isolant et préserver l’espace disponible des combles. 

En rénovation, l’isolation thermique est appliquée entre les pannes de la charpente en deux couches superposées croisées. L’isolant est recouvert d’un pare-vapeur, puis un parement (placoplatre, OSB, etc.) habille l’ensemble de l’isolation. 

Il est également possible d’insuffler des flocons sous les rampants. L’isolant en flocons est alors insufflé avec une souffleuse derrière une membrane d'étanchéité ou des panneaux d’OSB. Cette solution est particulièrement économique, et différents isolants sont compatibles (isolants minéraux, laine de bois…). 

Pour toute mise en œuvre, le DTU 45.10 régit l’isolation des combles perdus.

La ouate de cellulose reste cependant la plus indiquée car elle est résistante aux rongeurs et offre un meilleur confort d’été.

Les principaux isolants utilisés pour les combles aménagés

L’isolation des combles perdus se réalise au niveau du sol et peut être réalisée avec de l’isolant en rouleaux, ou bien en flocons insufflés avec une souffleuse, sur un pare-vapeur qui assure l’étanchéité au niveau du sol. Cette dernière technique est d’ailleurs rapide à mettre en œuvre, ne génère aucune perte et réduit les ponts thermiques car l’isolant est projeté absolument partout. 

Dans le cas où l’on utilise un isolant en rouleaux, celui-ci est appliqué entre les solives en deux couches superposées pour assurer la continuité de l’isolation et réduire les ponts thermiques. Puisque l’épaisseur de l’isolant importe moins que dans la rénovation des combles aménagés, l’espace des combles perdus étant non utilisé, le lambda (λ) peut être plus élevé.  

Pour toute mise en œuvre, le DTU 45.11 régit l’isolation des combles perdus par soufflage.

Même si elle n 'offre pas un confort d’été de premier choix, la laine de verre est l’isolant le plus souvent retenu car peu coûteuse et disponible en rouleaux et en flocons à insuffler. 

Les principaux isolants utilisés pour les combles perdus

L’isolation des murs par l’intérieur peut se réaliser de différentes manières, on distingue trois techniques : 

• l’isolation dans une structure : il s’agit de l’isolation la plus courante, elle consiste à appliquer un isolant en panneau, de la laine de verre par exemple, dans un doublage en placoplâtre, en OSB, …
• l’isolation en application directe : cette technique est moins commune et consiste à coller directement sur les murs des panneaux rigides ou semi-rigides à base de polyuréthane, polyuréthane ou de fibre de bois. 
• l’isolation projetée : comme son l’indique, l’isolant (ouate de cellulose et polyuréthane le plus souvent) est projeté directement sur les murs.

L’isolation dans un doublage en placoplâtre sur ossature métallique est la solution la plus retenue en rénovation car elle permet un plus grand choix d’isolant, de repartir sur des parois planes et saines adaptées à un produit de finition, et de ne pas trop perdre en surface utile. 0n choisit donc de préférence un isolant au lambda (λ) le plus faible possible de manière à réduire au minimum l’épaisseur de l’isolant, et un isolant présentant de bonnes performances acoustiques.

Pour toute mise en œuvre, le DTU 20.1 régit l’isolation des murs par l’intérieur.

Une lame d’air est nécessaire lors de l’isolation des murs par l’intérieur lorsque les murs sont poreux (pisé, pierre tendre, torchis, …) et exposés aux vents, à la pluie, en front de mer…

Les principaux isolants utilisés pour isoler les murs par l’intérieur

En rénovation, l’isolation d’un plancher bas par le dessous est la plus courante car elle ne nécessite pas de casser le sol en place. Seulement, la maison doit posséder un sous-sol ou un vide sanitaire accessible. 

L’isolation par le dessus est choisie en neuf, ou lorsqu’il s’agit d’une rénovation complète, que la hauteur sous plafond le permet ainsi que les menuiseries en place. Dans ce cas, il convient d’appliquer des panneaux isolants résistant à la compression, de couler une chape, puis de couvrir du revêtement de finition de son choix. 

S’il s’agit d’un plancher avec solives, il est possible d’appliquer un isolant minéral en rouleaux par exemple, voire insuffler un isolant en vrac. Si la hauteur sous plafond et les menuiseries en place le permettent, il est également possible de créer un faux plancher pour y insérer un isolant performant de faible épaisseur (polyuréthane en panneau ou en mousse par exemple).

Pour toute mise en œuvre, le DTU 27.1 régit l’isolation en sous face des planchers bas.

Les principaux isolants utilisés pour isoler un plancher bas

L’isolation d’un toit terrasse est le plus souvent réalisée par l’extérieur, et celle-ci doit protéger des différences de températures et du soleil. Le plus souvent réalisées par des professionnels, on distingue les toitures froides (la totalité de l’isolant est positionnée sous l’élément porteur) et les toitures chaudes (les deux tiers de l’isolant sont positionnés au-dessus de l’élément). 

En rénovation, on parlera essentiellement de toitures chaudes, et parmi celles-ci, on retrouve trois techniques d’isolation : 

• L’isolation conventionnelle : consiste à appliquer une couche d’isolant entre le pare-vapeur et la membrane d’étanchéité. Des isolants en rouleaux ou panneaux sont alors utilisés. 
• L’isolation inversée : l’isolant est appliqué sur le revêtement d’étanchéité. La membrane d’étanchéité doit cependant être en excellent état.
• L’isolation végétale : bien plus écologique et esthétique, l’étanchéité de la toiture est assurée par un isolant drainant en dessous d’une couche filtrante. Une couverture de végétaux parfait ensuite l’isolation.

Les isolants utilisés le plus souvent sont la mousse phénolique, polyuréthane, les panneaux de verre cellulaire, de liège, voire la laine de roche. Les polystyrènes extrudés sont eux le plus souvent réservés en isolation inversée.

Pour toute mise en œuvre, le DTU 43.4 régit les Toitures en éléments porteurs en bois et panneaux dérivés du bois avec revêtements d’étanchéité.

Les principaux isolants utilisés pour isoler un toit terrasse

L’isolation thermique par l’extérieur (ITE) est réalisée par l’application d’un isolant sur les murs extérieurs. L’isolant est ensuite recouvert d’un revêtement, d’un enduit ou d’un bardage généralement. L’ITE est réalisée en rénovation car elle permet de ne pas diminuer la surface utile du logement, d’effectuer simultanément une isolation thermique et un ravalement de façade, autorise une grande liberté architecturale, offre une bonne isolation phonique, et réduit considérablement les ponts thermiques. 

 L’isolation thermique par l’extérieur (ITE) offre une haute performance de l’isolation permettant de gagner jusqu’à 3 classes de DPE (Diagnostic Performance Energétique).

Les techniques d’isolation thermique par l’extérieur

L’isolation thermique par l’extérieur peut être réalisée selon différentes techniques : 

• ITE par panneaux enduits : les panneaux isolants sont fixés aux murs (collage et/ou vissage), puis recouverts d’un treillis et d’un enduit de finition.
• ITE par enduit isolant : les murs sont recouverts d’un enduit isolant minéral ou végétal projeté en plusieurs couches ou coffré, puis d’un crépi de finition.
• ITE par bardage : les murs du bâtiment sont recouverts de panneaux isolants fixés sur une ossature puis ils sont recouverts d’un bardage (bois, composite, PVC, …).

Les enduits utilisés 

On distingue deux catégories d’enduits en isolation thermique par l’extérieur : 

• l’enduit minéral, à l’aspect traditionnel, il offre une bonne longévité ;
• l’enduit organique, aussi appelé revêtement plastique épais (RPE), il offre une facilité d’emploi et une résistance au ruissellement.

L’isolation thermique par l’extérieur en rénovation énergétique

L’isolation thermique par l’extérieur  ouvre droit aux aides financières de l’Etat dédiées aux travaux d’isolation et de rénovation énergétique. Ces aides sont conditionnées et ne s'appliquent que pour les matériaux d'isolation dont la résistance thermique (R) est :

• R ≥ 7.0 m² K/W : plancher de combles perdus
• R ≥ 6.0 m² K/W : rampants de toiture et plafonds de combles aménagés
• R ≥ 4.5 m² K/W : toiture - terrasse
• R ≥ 3.7 m² K/W : mur en façade ou en pignon

Les principaux isolants utilisés en ITE

On utilise principalement la laine de roche (λ de 36), des panneaux de polystyrène expansé (la solution la plus économique) d’une épaisseur moyenne de 15 à 20 cm. Il est cependant possible d’appliquer de la mousse résolique, isolant performant présentant une faible conductivité thermique (λ  de 22), qui permet de réduire considérablement l’épaisseur de l’isolation.

Les isolants biosourcés sont représentés par le béton de chanvre et les panneaux de fibre de bois.

Isolation thermique par l’extérieur et réglementation du PLU

Les travaux d’isolation thermique par l’extérieur sont autorisés par dérogation du PLU (Plan Local d’Urbanisme). Le dépassement autorisé par le règlement est limité à 30 cm, et concerne aussi les protections contre le rayonnement solaire. Cette dérogation s’applique sous réserve de veiller à une bonne intégration architecturale du projet de rénovation. 

Avant tout travaux d’isolation thermique par l’extérieur, déposez une demande en mairie et vérifiez la législation de votre commune.

A l'instar de la production d'eau chaude sanitaire, de l'isolation thermique, de la ventilation et d'autres systèmes de chauffage, l’isolation thermique s'inscrit dans le programme de Rénovation énergétique visant à réduire la consommation énergétique et les émissions de gaz à effet de serre des bâtiments.

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