On le sait, un bâtiment bien isolé se chauffe avec beaucoup moins d'énergie. Mais il permet aussi d'autres gains: il se contente d'une installation de chauffage plus petite et donc généralement moins chère. Et puisque le chauffage fonctionne moins de jours dans l'année, l'installation vieillit moins vite et ses coûts de maintenance sont réduits d’autant.

L'isolation apporte un autre grand avantage trop souvent ignoré: la vie intérieure est plus confortable en toute saison. En hiver, les murs, les fenêtres ou le plafond sont beaucoup moins froids (ça se sent nettement au toucher). Du coup, on vit confortablement à 19-20°C, alors qu'il faudrait une température plus élevée pour compenser le sentiment d'inconfort provoqué par ces surfaces froides.

Et on peut citer encore un "plus": en cas de coupure d'électricité, le bâtiment va se refroidir beaucoup moins vite. Il ne faut pas oublier que, sans électricité, la plupart des chaudières automatiques ne fonctionnent pas, même celles au bois...

La physique des isolants

Pour comprendre comment fonctionnent les différentes familles de matériaux isolants du marché, voici quelques principes physiques qu'ils utilisent:

• La résistance thermique, c'est la capacité du matériau à résister à la transmission de chaleur par agitation de la matière. Le meilleur isolant est donc le vide: pas de matière, pas de transmission! Sur le marché, on trouve de nouveaux venus qui utilisent justement ce principe: les panneaux isolants sous vide - ou PIV (voir plus bas).
  La plupart des matériaux isolants traditionnels emprisonnent de l'air (c'est un bon isolant gratuit), et c'est la résistance de cet air immobile qui leur donne une bonne part de leurs qualités. S'il faut éviter que l'isolation d'un bâtiment se mouille, ce n'est pas seulement à cause du risque de pourrissement: l'eau a une mauvaise résistance thermique et diminue fortement la performance du matériau.
• La réflexion de la chaleur, c'est le renvoi de la chaleur (rayonnement infrarouge) à l'aide d'une couche réfléchissante, de même qu'on renvoie de la lumière à l'aide d'un miroir. C'est ce qui se passe dans un double-ou triple-vitrage moderne muni d'une ou deux couches sélectives qui renvoient une partie de la chaleur dans le logement. Les "isolants minces réfléchissants" essaient aussi d'utiliser ce principe (voir plus bas).
• Le blocage de la convection, le but est d'empêcher que les mouvements d'air (turbulences, vent) refroidisse le bâtiment, de même qu'on accélère le refroidissement d'une cuillère de soupe chaude en soufflant dessus.

Les panneaux isolants sous-vide (PIV)

Encore en recherche & développement pour des applications dans le bâtiment, les panneaux isolants sous vide (PIV) ont été initialement conçus pour mieux isoler les réfrigérateurs sans leur faire perdre trop de volume utile. Ils sont constitués d'une poudre compressée à base de silice, qui forme une structure solide avec des pores minuscules. Celle-ci est emballée dans une membrane étanche multi-couches dans laquelle on a créé un vide poussé. Un PIV prêt à poser ressemble à une grande plaque de chocolat dans son papier d'aluminium. A épaisseur égale, il est 3 à 7 fois plus isolant qu'un matériau classique. Il permet de gagner de la largeur dans les murs et de l'épaisseur dans les planchers, et donc du volume habitable. Mais sa mise en oeuvre est difficile: il est assez fragile et il ne faut surtout pas le couper ni le percer, sinon l'air ambiant s'insinue dans la plaque poreuse et réduit sa résistance exceptionnelle. Voilà pourquoi ces panneaux s'achètent sur commande, dans les dimensions exactes à poser.

On trouve déjà des PIV intégrés dans des éléments de construction préfabriqués (portes donnant sur l'extérieur, coffres de store roulant, isolation de plancher de rénovation, isolation de terrasse ou de toit plat, parois modulaires). Leur prix est évidemment élevé - dix à vingt fois celui de la laine de verre - et leur "énergie grise" (énergie qu'il faut investir pour les fabriquer) est importante.

Les isolants minces réfléchissants

Inspirés des films brillants utilisés pour protéger les engins spatiaux, ce sont des sandwiches, vendus généralement en rouleau, constitués d'une ou de plusieurs couches d'aluminium (ou de films aluminisés) et de couches intermédiaires en mousse, feutre, polyéthylène à bulles ou autre. L'épaisseur totale va de quelques millimètres à un ou deux centimètres. Ces produits sont sensés renvoyer la chaleur dans le bâtiment durant l'hiver et vers l'extérieur durant l'été. Cependant, contrairement à ce qui se passe dans l'espace, la convection de l'air les empêche de bien fonctionner. Pour éviter les pertes de chaleur, il faut que leurs deux faces soient chacune en contact avec une lame d'air immobile de quelques centimètres et que ces deux lames d'air ne communiquent pas entre elles (il ne faut pas percer l'isolant). Il faut aussi éviter que la chaleur se perde par conduction, à cause de contacts entre la couche réfléchissante et d'autres éléments de construction... En pratique, une pose correcte est très difficile à réaliser. Et même si on y parvient, les performances - à épaisseur égale en comptant les lames d'air - ne sont pas beaucoup meilleures que celles d'un isolant traditionnel; elles restent dans tous les cas très insuffisantes pour remplir les exigences des normes d'isolation actuelles (SIA 380/1 édition 2009).

En résumé, il faut considérer ces produits comme des "compléments d'isolation", et regarder avec scepticisme les publicités qui prétendent qu'un isolant multicouches d'à peine un centimètre d'épaisseur est aussi efficace qu'un isolant traditionnel dix à quinze fois plus épais.

Les isolants traditionnels et naturels (à résistance thermique)

Laine de verre, laine de roche, laine de bois, laine de mouton, plaques de polystyrène expansé, de polyuréthane, de chanvre, de paille... Les différents matériaux d'isolation du marché ont des performances variables, mais il n'y a pas de miracle: même le plus résistant au transfert de chaleur doit avoir une épaisseur minimale de 16 cm pour atteindre la norme d'isolation préconisée par le modèle de prescriptions énergétiques des cantons (MoPEC) pour les bâtiments neufs (équivalent à environ 20 cm de laine de verre).

C'est l'air emprisonné dans ces matériaux qui joue l'essentiel de la résistance thermique. Sur les étiquettes, la performance est exprimée par le λ (lambda), le symbole de la conductivité thermique. Plus lambda est petit, meilleur est le pouvoir isolant du matériau pour une même épaisseur (voir calculer la performance d'isolation d'un matériau).

Dans le choix du matériau, on peut privilégier sa performance d’isolation en fonction de son épaisseur, son prix, sa durée de vie ou encore son impact environnemental (lors de sa fabrication, de son transport et de son élimination). Mais il faut savoir qu'il n’existe pas de matériau idéal. Ceux qui sont annoncés comme naturels (chanvre, laine de mouton, laine de bois, etc.) sont souvent traités contre les insectes, la moisissure et l'incendie. Le mieux est donc de se fier aux normes officielles, plutôt qu'aux déclarations commerciales.

Stocker la chaleur

La densité des matériaux utilisés pour l’isolation joue un rôle dans le confort thermique du bâtiment. En effet, plus un isolant est dense, plus il est capable de ralentir les changements de température et de les reporter dans le temps. Ce phénomène, appelé "inertie thermique", permet par exemple, d’accumuler de la chaleur durant la journée puis de la redistribuer lentement durant la nuit.

Il est particulièrement important de tenir compte de cette inertie pour l’isolation des combles, car la couverture du toit freine peu le transfert de chaleur. En revanche, en ce qui concerne les murs d’une maison (pierres, béton, briques, parpaings), cette inertie pose en général moins de problèmes, surtout dans le cas d'une isolation par l'extérieur. Pour un bâtiment léger, par exemple avec une structure en bois, on a intérêt à construire au moins un mur épais et dense à l'intérieur, justement pour servir de réservoir de chaleur en hiver et de fraîcheur en été.

Communiquer avec son service cantonal de l’énergie

Les travaux visant à améliorer l’isolation d'un bâtiment peuvent bénéficier, sous certaines conditions, de subventions et/ou d’avantages fiscaux, à travers le Programme Bâtiments et des aides complémentaires octroyées par les cantons. Attention cependant, les demandes d’aides financières doivent toujours être effectuées avant le début des travaux. On aura intérêt à contacter le service de l’énergie de son canton avant de se lancer dans une rénovation, et/ou de s’adjoindre les services d’un spécialiste de la thermique du bâtiment.

Contacter son service cantonal de l'énergie

Calculer la performance d'isolation d'un matériau (valeurs U et R) à partir de son lambda