Isolation et étanchéité

L’étanchéité (à l’air & à l’eau)

L’étanchéité est primordiale. Pourtant, si on parle souvent d’isolation du bâtiment, on parle moins d’étanchéité. Et elle est souvent aussi plus négligée. En effet, l’étanchéité demande du temps et de la minutie. De plus, l’isolation est plus tangible et plus visible : un mur très épais se voit ; pas une étanchéité parfaite. Enfin, il n’y a aucune obligation de performance dans le code du bâtiment pour l’instant. C’est pourquoi elle n’est pas une pratique habituelle dans le domaine de la construction.

Mais alors, pourquoi est-ce si important ? L’étanchéité se ressent et se mesure. En limitant les infiltrations d’eau et d’air, on limite la pourriture et la moisissure dans notre enveloppe. Durabilité, qualité de l’air, confort : trois gros atouts.

Pour une étanchéité optimale, voici quelques astuces que nous utilisons :

Étanchéité à l’air 

• Sceller les pare-vapeurs des murs et plafonds avec du scellant acoustique à toutes les jonctions, et fixer solidement à l’aide de fourrures de bois pour écraser le scellant
• Sceller les rives des planchers avec du polyuréthane giclé
• Sceller les tours des fenêtres avec de la mousse de polyuréthane à faible expansion
• Installer des fourrures doubles pour passer le câblage électrique sans perforer le pare-vapeur
  
  

Étanchéité à l’eau 

Le revêtement extérieur est un premier plan de protection qui a ses limitations.

Un travail minutieux doit être réalisé derrière le revêtement extérieur pour assurer un deuxième plan de protection, avec par exemple :

• Chevauchement du pare-intempérie
• Protection des jambages de fenêtres
• Membrane aux fenêtres
• Solins
  
  

Pare-intempéries, pare-vapeur, pare-air, de quoi s’agit-il ?

Ce sont trois termes techniques que l’on croise souvent lorsque l’on s’intéresse à la construction. Ils sont en effet, fondamentaux pour l’étanchéité du bâtiment :

• Le pare-intempérie bloque toutes les infiltrations d’eau possible à l’extérieur, il empêche la pluie de rentrer dans l’enveloppe. Pour cela, il faut des scellements étanches, des solins efficaces et bien réalisés.
• Le pare-air doit être bien scellé, afin d’empêcher les infiltrations d’air à l’intérieur de la maison. Il permet d’avoir une maison sans courant d’air, confortable.
• Le pare-vapeur est placé du côté chaud de l’enveloppe. Son rôle est de protéger l’isolant de l’humidité excessive qu’il pourrait y avoir dans la maison.
  
  

Le test d’infiltrométrie

Le test d’infiltrométrie est l’étape qui permet de déterminer le taux d’étanchéité d’une construction.

Il consiste, dans les grandes lignes, à placer un gros ventilateur dans une des portes du bâtiment, tandis que l’on ferme toutes les ouvertures (portes, fenêtres, cheminée…). En mettant le ventilateur d’extraction en marche, la maison est dépressurisée. L’air est donc aspiré par les trous dans la maison et ces potentielles infiltrations d’air, aussi petites soient-elles, sont alors repérables. On prête attention notamment aux points faibles de l’enveloppe : jonctions des murs, des plafonds, des planchers, pourtours des fenêtres et toutes les perforations de l’enveloppe. En fonction des dimensions de la maison et donc de son volume d’air, le test d’infiltrométrie permet de déterminer le changement d’air par heure (CAH) du bâtiment testé.

Nous nous assurons de la qualité de l’étanchéité dans chacune de nos maisons et c’est d’ailleurs le rôle de la certification Novoclimat, dont on parlera dans la 7ème marche : Certifications.
On l’aura compris, l’étanchéité est cruciale pour l’efficacité énergétique et la préservation du bâtiment, donc pour le confort et pour la santé.

Isolation optimale

Quelle est l’isolation optimale?

On a souvent une fixation sur les murs et plafonds qui représentent généralement entre 10 et 20 % des pertes de chaleur. Or, on peut voir sur le graphique ci-dessous, que les principales déperditions de chaleur se jouent en réalité principalement ailleurs.

Quelle est la meilleure coupe de mur?

Pour nous, une bonne coupe de mur doit être simple à réaliser, doit utiliser des matériaux disponibles ou faciles d’accès, et avoir un niveau d’isolation à la fois rentable et bien sûr, confortable.

Beaucoup de gens se demandent : quelle est la meilleure coupe de mur ? Grande question… On peut résumer la réponse en disant qu’il est important d’avoir une bonne isolation, mais surtout de bloquer les ponts thermiques : on veut une isolation la plus continue possible. Empêcher la création de ponts thermiques est, tout comme travailler l’étanchéité d’un bâtiment, une manière de "bien attacher notre gros manteau".

Parmi les matériaux que nous utilisons le plus à l’heure actuelle, figurent la cellulose, la laine de roche et le polystyrène expansé (gonflé à l’air). Ce sont des matériaux faciles d’accès, faciles de mise en œuvre et à contenu, soit recyclés, soit préférable pour l’environnement. Le polyuréthane, au bilan écologique peu favorable, est à utiliser seulement là où on ne peut pas le remplacer aussi efficacement par autre chose, comme par exemple, au pourtour des fenêtres.

Recommandations

Le facteur R est un symbole qui représente la résistance thermique des matériaux, il traduit la puissance de l'isolant. Plus le facteur R d'un matériau est élevé, plus il est efficace comme isolant. Il est d'usage d'additionner les valeurs R des matériaux composants, par exemple : une coupe de mur, afin de donner un indicatif clair concernant la puissance isolante de celle-ci. L'objectif avec l'isolation, est de miser là où cela fait une différence. 

Pour les murs : nous recommandons R-30 et plus. 
Dans un toit : R-60.
Sous la dalle de béton : R-16 et pour les fondations, souvent négligées en isolation, il faut viser R-28.

Ces degrés d’isolation sont bien plus élevés que ce qu'exige le Code de construction. Pour autant, le but demeure aussi de miser là où l’isolation supplémentaire est pertinente. C’est pourquoi, passer un certain stade, isoler encore plus les murs (par exemple) n’est plus utile, il faut se concentrer là où se font réellement des déperditions de chaleur (voir le graphique plus haut) : il faut donc plutôt travailler sur les portes et fenêtres, sur les fondations, ou encore sur le système de ventilation à récupération de chaleur.

Les fenêtres

Le principe de base

Dans une maison solaire passive, on considère les fenêtres comme des capteurs solaires. Elles permettent d’emmagasiner directement l’énergie solaire à l’intérieur du bâtiment (même principe que dans une serre), mais bien sûr il s’agit de tempérer davantage la chaleur ! Ainsi, les fenêtres, et à travers elles, le soleil, sont la base du chauffage d’une maison solaire passive.

Les fenêtres orientées au Nord, Est et Ouest ont un bilan énergétique déficitaire sur le cycle d’une journée. Par contre, une fenêtre du côté Sud aura un bilan énergétique positif.

La théorie est donc simple au départ, mais pour fonctionner, elle nécessite de faire des choix judicieux pour l’orientation & le dimensionnement des fenêtres, pour le choix du vitrage, du cadrage et du verre. Et de penser le tout pour notre climat !

Double ou triple vitrage ?

Dans les maisons solaires passives, on vise à conserver la chaleur à l’intérieur l’hiver et l’empêcher de pénétrer l’été. Une coupe de mur comme la nôtre a une isolation de facteur R-33.5, en comptant seulement les isolants, sans y ajouter les revêtements.

La valeur isolante des fenêtres est nettement moins élevée et c'est donc par les fenêtres que se produit une majeure partie des pertes d’énergie. Les fenêtres représentent généralement de 40 à 60 % des pertes de chaleur d’une maison en hiver.

Comme on ne peut pas bâtir une maison sans fenêtres, on comprendra donc que le but du jeu, est d’avoir les fenêtres les plus efficaces !
Il faut donc systématiquement se tourner vers du triple vitrage.

L’augmentation de la valeur isolante des fenêtres à triple vitrage versus double vitrage est près du double : soit R-3.5 pour le double et R-7.1 pour le triple et son surcoût est seulement de 10 à 15 %. L’efficacité du triple vitrage sera appréciée sur le mur Sud comme sur les autres, car il aide aussi à prévenir la surchauffe en dehors de la période de chauffage. Et il ne fait pas soleil toute l’année !

Bref on l’aura compris, le triple vitrage est de mise !

ENERGY STAR®

La performance énergétique devrait être le premier critère de choix, pour garantir confort et consommation d’énergie à la baisse. La certification ENERGY STAR® est un bon indicateur pour faire le tri dans les très nombreux choix de portes et fenêtres existant sur le marché. Cette certification est d’ailleurs obligatoire pour les portes et fenêtres, dans les maisons Novoclimat.

"Administré au Canada par Ressources naturelles Canada (RNCan), le programme de certification ENERGY STAR® fixe des critères de performance générale et énergétique qui démarquent les produits les plus écoénergétiques sur le marché. Le programme homologue 15 à 30 % des produits les plus écoénergétiques, dans de nombreuses catégories de produits : réfrigérateurs, ordinateurs, laveuses, et bien sûr portes, fenêtres, et puits de lumières. Nul besoin de rappeler l’amplification des changements climatiques et les raisons pour lesquelles le marché de la construction augmente sans cesse ses critères de performance énergétique. Les programmes d’excellence tels qu’ENERGY STAR® en sont les principaux acteurs. Ils tirent le marché vers le haut, et augmentent périodiquement leurs exigences pour que les produits certifiés restent en haut du panier. Les exigences ENERGY STAR d’aujourd’hui sont celles des Codes de construction de demain."
Source : Écohabitation

On a parlé du triple vitrage, mais avec quels types de verre ? Pour des fenêtres extrêmement performantes, on privilégiera des fenêtres à triple vitrage, avec double pellicule Low-E. Dans le jargon, on peut aussi parler de verre Low-E. Low-E exprimant le terme "faible émissivité". Ce type de vitrage est un verre clair thermos, auquel on a ajouté une couche métallique invisible, qui laisse passer la lumière extérieure mais qui bloque le rayonnement de chaleur en provenance de l’intérieur de la maison.

Le but avec ce type de vitrage : est de réduire la consommation énergétique du bâtiment, en hiver bien sûr, mais aussi en été en diminuant l’apport d’énergie solaire donc les besoins en climatisation.

Pour affiner cela, il faut aussi connaître certains indicateurs :

• le facteur U exprime la quantité de chaleur transférée à travers la fenêtre. Plus ce facteur est petit, meilleure est l’isolation. Les fenêtres les plus isolées sont plus confortables, en plus de limiter la condensation.
• Le coefficient de gain de chaleur solaire (CGCS) exprime la quantité de chaleur solaire que la fenêtre laisse entrer. Plus le CGCS est élevé et plus la fenêtre laisse pénétrer le rayonnement solaire.
• Le taux de fuite d’air exprime la performance en étanchéité à l’air de la fenêtre.
• Enfin le rendement énergétique (RE) résume les paramètres précédents afin d’exprimer le rendement énergétique global de la fenêtre.

Pour un choix de vitrage, on peut jongler entre le facteur U et le CGCS. Il est possible par exemple, de choisir des fenêtres moins isolées (U moins élevé) mais avec un meilleur gain solaire (CGCS plus élevé). Cependant, il faut garder en tête que la surchauffe est plus difficile à maîtriser que le confort par temps froid. Aussi, nous recommandons plutôt de minimiser le facteur U (c'est-à-dire de maximiser l’isolation de la fenêtre) et dans une certaine mesure, de minimiser aussi les gains solaires (minimiser le coefficient CGCS). La maison solaire passive n’en sera que plus confortable, en toutes saisons.

L’argon est un gaz inerte et non toxique, qui agit comme isolant thermique. Autrement dit, il sert de remplissage entre les vitres, et remplace avantageusement l’air comprimé, car il est plus lourd et possède une meilleure performance.

»» L’alliance entre pellicules Low-E et argon, permet un excellent rendement énergétique.

L'étanchéité d'une fenêtre à battant ou à auvent, avec manivelle dans les deux cas, est à privilégier. Quand on ferme ce type de fenêtre, le coupe-froid est correctement écrasé et étanchéifie la fenêtre. Il faut laisser de côté les fenêtres à guillotine ou coulissantes, dont les coupes-froids d’une part ne sont pas aussi efficaces, d’autre part, s’usent beaucoup plus vite.

Pour ce qui est du design, si cela est souhaité, on peut reproduire le style des fenêtres coulissantes, plus champêtres, tout en optant techniquement pour des fenêtres à auvent ou à battant.

Dimensionnement et emplacement des fenêtres

Pour une maison solaire passive, idéalement on va placer environ 60 % des fenêtres au Sud, 20 % à l'Est, 20 % à l'Ouest, et peu ou aucune au Nord.
Bien sûr, comme on l’a dit, ceci est la théorie, et dans la vraie vie, il faut s’adapter au terrain, aux points de vue… !

La quantité de fenêtres n’a pas à être plus ou moins importante, que dans une maison "habituelle". Il s’agit de trouver le point d’équilibre entre une fenestration généreuse qui laissera entrer les rayons de soleil, et une certaine parcimonie pour ne pas risquer la surchauffe. On peut considérer que dans une maison passive, les vitres orientées au Sud devraient avoir une surface totale équivalente à environ 6 % à 12 % de la surface totale des planchers.

Le type de cadres et l’installation

Pour qu’une fenêtre soit efficace, il faut aussi que son cadre soit efficace et que l’installation soit bien faite !

Pour le cadrage, bien des choix existent et chacun a ses avantages et inconvénients. Il en existe en bois, en PVC, en aluminium, en fibre de verre, et des modèles hybrides combinant par exemple, PVC et aluminium, bois et PVC…

Chez Belvedair, nous faisons généralement (quoique pas exclusivement), les cadrages en PVC ou hybrides PVC/aluminium ; en nous tournant vers les modèles les plus performants et certifiés ENERGY STAR®. Si ces matériaux ne sont pas parfaits (mais aucun parmi les cadrages, ne l’est), ils ont l’avantage d’être très durables (dès lors que l’on choisit des modèles de qualité), relativement bon marché à comparer des autres choix, et surtout de fournir une excellente efficacité énergétique. C'est d'ailleurs ce cadre qui est sorti gagnant de l'analyse du cycle de vie commandé par le Conseil du Bâtiment Durable, l'organisme qui gère la certification LEED.
Source : Life Cycle assessment case study of North American Residential Windows by James Salazar, B.Sc., The Georgia Institute of Technology, 2003

Une fenêtre extrêmement efficace doit être bien installée…