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Systèmes composites d'isolation thermique par l'extérieure (ITE) : matériaux, enduit et rénovation

Depuis le milieu des années 1960, des systèmes composites d'isolation thermique par l’extérieur (ITE) ont été utilisés pour augmenter l'efficacité énergétique des bâtiments, en neuf comme en rénovation, à l’exception de certains bâtiments historiques comme les maisons à colombages par exemple, dont il s’agit de préserver les façades anciennes.

En plus du polystyrène, divers autres matériaux isolants peuvent être utilisés. Il existe également une multitude d'options pour la conception finale de la façade. Les anciens parements ne doivent, en outre, pas forcément être déposés avant d'être doublés.

Structure et fonctionnalité des systèmes ITE

Les systèmes ITE consistent en une construction multicouche appliquée sur la façade extérieure. Les composants individuels sont conçus pour fonctionner ensemble : la paroi support, l'isolation thermique, la couche de renfort et l’enduit extérieur.

La tâche fondamentale de l’ITE reste la fonction d'isolation thermique mentionnée ci-dessus, son rôle consistant en effet à éviter la déperdition thermique à travers les murs extérieurs, et ce afin de réduire les coûts énergétiques, la consommation de combustibles fossiles et les émissions de CO2.

L'Isolation Thermique par Extérieur c’est plus que du polystyrène

Aujourd'hui, plus de 90% des bâtiments neufs sont réalisés avec une isolation thermique à base de panneaux de polystyrène (EPS / XPS), communément appelée Styrofoam. Mais des panneaux de fibres minérales ou de fibres de bois sont également souvent utilisés.

En général, les matériaux isolants peuvent être divisés en deux catégories : les matériaux isolants organiques et inorganiques. Au sein d'un groupe, une distinction est faite entre les matériaux naturels et synthétiques :

  • La catégorie des matériaux d’ITE inorganiques synthétiques comprend l'aérogel, la laine minérale et la mousse minérale.
  • Les panneaux polystyrène, à base de résines phénoliques ou de polyuréthane sont des matériaux isolants organiques synthétiques.
  • Les matières organiques naturelles incluent la fibre de bois, la laine de chanvre ou les plaques de liège.

Critères de sélection des matériaux isolants appropriés

Le choix d'un système composite d'isolation thermique par l’extérieur approprié dépend d’une série de paramètres décisifs, compte-tenu du bâtiment considéré, de son emplacement, de son mode constructif, et bien évidemment aussi de son objectif de performance énergétique :

  • Conductivité thermique : quantifie la quantité de chaleur transférée par le matériau isolant par unité de surface et par unité de temps sous l'action d'une différence de température ; ici entre la face de l’isolant au contact du bâtiment et la face extérieure du panneau exposée aux intempérie.
  • Densité et capacité thermique : la densité exprime le rapport de la masse d'un objet à celle qu'aurait le même volume constitué d'eau ; c’est un paramètre qui rentre en compte dans le calcul de la capacité thermique, c’est-à-dire dans la capacité d’un matériau à stocker de la chaleur. Plus un matériau est dense (béton, pierre), plus sa capacité thermique est élevée : il absorbe, stocke et réémet de la chaleur progressivement. Ce type de matériau est idéal pour maintenir la température intérieure d’une habitation face aux fluctuations extérieures : les matériaux denses gardent la fraicheur en été, et absorbent puis restituent la chaleur en hiver – c’est ce qu’on appelle l’inertie thermique.
  • Conductivité thermique : quantifie la quantité de chaleur transférée par le matériau isolant par unité de surface et par unité de temps sous l'action d'une différence de température ; pour un isolant de façade, on considère la quantité de chaleur transférée entre la face de l’isolant au contact du bâtiment et la face extérieure du panneau exposée aux intempéries ; elle doit être la plus faible possible.
  • Facteur de résistance à la diffusion de vapeur d'eau μ : détermine la perméabilité d'un matériau à la vapeur d'eau. Plus cette valeur est élevée, moins la vapeur d’eau pénètre dans le matériau, ce qui a un effet positif sur l'efficacité énergétique.
  • Concentration d'énergie primaire : indique la quantité d'énergie requise pour fabriquer un système ITE, de l'obtention des matières premières jusqu'au produit final.
  • Classe de matériau : détermine les propriétés d'inflammabilité d'un matériau.

L’étude générale"Matériaux d'isolation thermique" menée par l'Institut de recherche pour la protection thermique de Munich (FIW) fournit un aperçu complet des caractéristiques des différents matériaux d'isolation. Avant qu'une ITE spécifique ne soit retenue, un expert devrait contrôler jusqu’à quel point un tel systèmes est en mesure d'améliorer le bilan énergétique du bâtiment.

De nombreuses options de fixation pour les systèmes ITE

La fixation du matériau isolant sur le mur peut se faire de différentes manières. Une option consiste à fixer l'isolant au mur en utilisant un adhésif spécialement formulé pour cette application. On peut aussi avoir à une fixation mixte par collage et chevillage, avec des chevilles à visser ou à frapper, ou avec des rails . Le type utilisé dépend du matériau isolant choisi, de son poids et sa constitution. Par exemple, il n'est pas permis de coller les panneaux en laine minérale. Il faut les cheviller.

Différentes méthodes de conception de façade avec ITE

Les façades isolées ne doivent pas toujours se ressembler. Crépi et bardage sont deux options de base pour créer les murs extérieurs par- dessus l’ITE. Dans le premier cas, on a recours à des enduits à base de minéraux, des silicates, de résines artificielles ou à base de de silicium. Ils peuvent être appliqués sur tous types de surfaces et avec toutes tailles de grains. Les enduits à base de silicate et de minéraux ont une gamme limitée de couleurs, mais avec les deux autres alternatives, les couleurs sont presque illimitées. L’enduit sur ITE est soit teint avant l'application, soit peint avec des pigments adaptés au type d’enduit concerné.

Par exemple, on utilise des peintures silicatées sur les enduits silicatés. Avec le bardage, il y a également des tas de design possibles : surfaces en céramique, pierre, verre, métal, brique et bois.

Rénovation des systèmes composites d'isolation thermique par l’extérieur

Les ITE fabriquées à partir de polystyrène ont récemment fait l'objet de critiques répétées, car elles sont difficiles à recycler. Il est vrai que l'industrie devrait améliorer ces technologies de façon à augmenter la proportion de déchets de PSE recyclés, qui est actuellement de 25%. Les systèmes composites d'isolation thermique externe sont très durables, c'est pourquoi ils peuvent être facilement rénovés en les doublant par-dessus le complexe isolant en place.

La post-isolation vaut la peine dans tous les cas, si la rénovation de la façade ou du bâtiment complet est prévue. L'ITE n'est qu'un élément de la rénovation énergétique des bâtiments. C'est pourquoi les mesures de rénovation doivent être combinées pour traiter plusieurs aspects : ITE, changement des portes et fenêtres, des moyens de chauffage plus économes etc. Une attention particulière doit notamment être accordée aux joints d'étanchéité de raccordement.

Le doublage de l’ITE devient nécessaire lorsque le processus de vieillissement commence à se faire sentir sur les surfaces des composants du bâtiment. Selon le modèle, cela prend entre 25 et 50 ans. En plus de cela, les législateurs augmentent régulièrement les exigences pour l'efficacité énergétique des bâtiments. Les anciens systèmes ITE sont très rarement déposés. Au contraire, l'ancien système est intégré dans un nouveau système composite d'isolation thermique extérieure, qui est le processus de doublage.

Cependant, toutes les ITE ne peuvent pas être rénovées. Elles doivent être stables et être revêtues d’un enduit. Elles doivent donc être fixées au mur en sous-face, avec des colles ou des chevilles. En raison de la législation en matière de construction, il n'est pas permis de doubler les systèmes utilisant des rails de fixation.

Sélection de l’ITE: analyse approfondie de la structure du bâtiment

Les systèmes composites d'isolation thermique par l’extérieur contribuent significativement à l’amélioration de le performance énergétique des bâtiments. Les chercheurs de l'Institut pour l’Habitat et l’Environnement de Darmstadt, en Allemagne, partent du principe qu'ils réduisent les coûts énergétiques à long terme de 25 à 30%. De nombreux matériaux et revêtements de surface sont disponibles, afin de procurer des solutions individualisées .

Comme chaque bâtiment est unique, un expert doit effectuer un examen préliminaire pour définir l’ITE la plus appropriée afin d’atteindre les objectifs énergétiques fixés. A cet égard, le fait d’éviter les ponts thermiques joue un rôle important, que nous expliquerons dans notre étude des points de faiblesse énergétique de l'enveloppe du bâtiment.