Déterminer les performances thermiques à atteindre [Améliorer]

Préambule (mise à jour en mai 2025)

Cet article présente les approches pour déterminer les performances thermiques à atteindre lors de l’isolation des bâtiments, en se basant sur la réglementation PEB (Performance Énergétique des Bâtiments) et sur des recommandations pratiques. Depuis sa rédaction initiale, le contexte réglementaire, technologique et méthodologique de l’isolation thermique a considérablement évolué, renforçant l’importance d’une approche actualisée et plus ambitieuse.
Sur le plan réglementaire, les exigences PEB ont été significativement renforcées depuis le 1er janvier 2021, avec l’adoption de la directive européenne sur la performance énergétique des bâtiments (2024/1275) entrée en vigueur le 8 mai 2024. En Wallonie, un calendrier progressif de rénovation énergétique a été mis en place depuis 2023, imposant qu’à partir du 1er janvier 2025, les bâtiments atteignent au minimum un label F, avec l’objectif ambitieux d’un label A décarboné d’ici 2050. Pour les nouveaux propriétaires, des délais de 10 ans pour atteindre un label E et de 20 ans pour un label D ont été instaurés, préfigurant une obligation d’isolation des bâtiments à l’horizon 2030 au niveau européen. Ces évolutions s’accompagnent de nouveaux mécanismes de soutien, comme le régime de primes adopté en février 2025 par le Gouvernement wallon, valorisant particulièrement les rénovations énergétiques profondes et les solutions bas carbone.
D’un point de vue technologique, le marché des isolants a connu des innovations majeures. Les matériaux biosourcés (ouate de cellulose, chanvre, laine de bois, liège expansé) ont considérablement progressé, offrant désormais des performances thermiques comparables aux isolants conventionnels tout en apportant des bénéfices supplémentaires en termes de confort d’été et de régulation hygrométrique. Parallèlement, des matériaux ultra-performants comme l’aérogel (composé à 90% d’air emprisonné dans une matrice nanoporeuse) ou les panneaux isolants sous vide (PIV) permettent d’atteindre des résistances thermiques exceptionnelles avec des épaisseurs réduites, répondant aux contraintes spatiales de certains projets de rénovation. Des solutions d’isolation innovantes, comme les systèmes dynamiques adaptant leurs propriétés aux conditions extérieures ou intégrant des matériaux à changement de phase, enrichissent également l’arsenal technique disponible.
Les méthodologies d’évaluation et de dimensionnement ont également évolué vers une approche plus globale et multicritère. L’Analyse du Cycle de Vie (ACV) s’impose progressivement comme un outil essentiel pour évaluer l’impact environnemental complet des solutions d’isolation, avec le développement de l’ACV dynamique prenant en compte la temporalité des émissions. La prise en compte du confort d’été et de la réduction des surchauffes est devenue incontournable dans un contexte de changement climatique, favorisant les solutions offrant une bonne inertie thermique et un déphasage adapté. Les simulations thermiques dynamiques permettent désormais d’optimiser finement les solutions en fonction des spécificités de chaque projet et des conditions climatiques locales.
Face à ces évolutions, les recommandations en matière de performances thermiques à atteindre se sont considérablement renforcées. Si les valeurs Umax réglementaires constituent toujours un minimum à respecter, les bonnes pratiques actuelles visent des performances nettement supérieures, se rapprochant des standards passifs (U ≈ 0,15 W/m²K) pour les projets de rénovation ambitieux.
Si les principes fondamentaux décrits dans cet article restent pertinents, les professionnels du secteur disposent aujourd’hui d’un éventail plus large de solutions techniques et d’outils d’évaluation pour optimiser les performances thermiques des bâtiments, dans une perspective qui intègre désormais pleinement les enjeux de décarbonation et d’adaptation au changement climatique.

La réglementation

Outre un niveau de performance global à atteindre (Kglobal et E), la PEB en matière d’isolation exige des valeurs maximales pour le coefficient de transmission thermique Umax des parois faisant partie de la surface de déperdition.

En rénovation, ces valeurs doivent être respectées pour toute paroi qui fait l’objet d’une reconstruction ou qui est ajoutée.

Il se peut également que ces valeurs (ou même des valeurs plus sévères) doivent être atteintes, et ce même si une paroi n’est pas directement touchée par la rénovation, lorsqu’il y a changement d’affectation du bâtiment, de manière à atteindre le niveau global d’isolation (K).

Les recommandations

Si l’on s’en tient à la réglementation, un coefficient de transmission thermique U est requis pour les parois délimitant le volume protégé. Mais il faut comprendre cette valeur comme l’exigence de qualité minimale à respecter, sorte de garde-fou que la Région a voulu imposer aux constructeurs.

L’épaisseur est le résultat d’un compromis :

  • Plus on isole, plus la consommation diminue (chauffage et climatisation), et avec lui le coût d’exploitation du bâtiment.
  • Plus on isole, plus le coût d’investissement augmente.

On peut aujourd’hui aller plus loin dans l’isolation des parois sans pour autant générer de grandes modifications dans la technique de construction. On peut aussi vouloir atteindre certains labels qui donnent parfois droit à des subsides. À titre d’exemple, pour une certification “passive” une isolation des parois approchant un U de 0.15 W/m²K est recommandée.

Elle permet de satisfaire de manière plus aisée l’exigence de niveau d’isolation globale (K).
Quelques considérations complémentaires :

  • Souvent c’est une logique de rentabilité financière qui détermine l’épaisseur d’isolant mis en place. Si une logique de rentabilité écologique était prise, la lutte contre le CO2 nous pousserait vers une isolation plus forte !
  • Le prix de l’énergie sur lequel on détermine la rentabilité varie sans cesse mais la tendance est clairement à la hausse. Cette évolution doit donc être prise en compte dans l’évolution de la rentabilité. Si le litre de fuel est un jour à 3 €, la rentabilité de l’isolation ne sera même plus discutée !
  • Maintenir 20°C dans un bâtiment, c’est un peu comme maintenir un niveau de 20 cm d’eau dans un seau percé. Aux déperditions du bâtiment correspondent des fuites dans la paroi du seau. En permanence nous injectons de la chaleur dans le bâtiment. Or, si en permanence on nous demandait d’apporter de l’eau dans le seau pour garder les 20 cm, notre premier réflexe ne serait-il pas de boucher les trous du seau ?

  • Expliquez aux Scandinaves, aux Suisses,. que nous hésitons entre 6 et 8 cm d’isolant, vous les verrez sourire, eux qui placent couramment 20 cm de laine minérale, sans état d’âme !

Pourquoi une isolation moins poussée sur le sol ?

En hiver la température du sol est plus élevée que la température extérieure. La “couverture” peut donc être moins épaisse.

Pourquoi une isolation plus poussée en toiture que dans les murs ?

Si la température extérieure est cette fois identique dans les 2 cas, le placement de l’isolant en toiture est plus facile à mettre en œuvre en forte épaisseur. Le coût est proportionnellement moindre. La rentabilité de la surépaisseur est meilleure.

Épaisseur d’isolant

L’épaisseur d’isolant (ei) peut être calculée par la formule :

1/U = Rsi + e1/λ1 + ei/λi + e2/λ2 + Rse

ei = λi [1/U – (Rsi + e1/λ1 + e2/λ2 + Rse)]

avec,

  • λi : le coefficient de conductivité thermique de l’isolant (W/mK),
  • U : le coefficient de transmission thermique de la paroi à atteindre (W/m²K),
  • Rse et Rsi : les résistances thermiques d’échange entre le mur et les ambiances extérieure et intérieure. Ils valent respectivement 0,04 et 0,13 m²K/W pour une paroi verticale traversée par un flux de chaleur horizontal.
  • e1/λ1, e2/λ2 : la résistance thermique des autres couches de matériaux (m²K/W).

Dans le tableau ci-dessous, vous trouverez les épaisseurs minimales d’isolant à ajouter sur la face interne ou externe du mur plein pour obtenir différents coefficients de transmission.
Hypothèses de calcul :

  • Les coefficients de conductivité thermique (λ en W/mK) ou les résistances thermiques (Ru en m²K/W) des maçonneries utilisées et des isolants sont ceux indiqués dans l’annexe VII de l’AGW du 15 mai 2014.
  • La maçonnerie est considérée comme sèche et le coefficient de conductivité thermique de celle-ci correspond à celui du matériau sec. En effet, on a considéré que le mur isolé par l’intérieur ou par l’extérieur avait été protégé contre les infiltrations d’eau, comme il se doit.
  • La face intérieure de la maçonnerie est recouverte d’un enduit à base de plâtre d’1 cm d’épaisseur.

Remarques.

  • Lorsqu’on utilise un isolant disposant d’un agrément technique (ATG), on peut se fier au coefficient de conductivité thermique certifié par celui-ci; celui-ci est , en général, plus faible que celui indiqué dans dans l’annexe B1 de l’AGW du 15 mai  2014 et on peut ainsi diminuer l’épaisseur d’isolant, parfois de manière appréciable.
  • Les épaisseurs calculées doivent être augmentées de manière à obtenir des épaisseurs commerciales.
  • A épaisseur égale et pour autant que l’isolant soit correctement mis en œuvre, la présence d’une lame d’air moyennement ventilée entre l’isolant et sa protection (enduit ou bardage), permet de diminuer le coefficient de transmission thermique U de 2,5 à 5 %.
Composition du mur plein Masse volumique (kg/m³) λ(W/mK) ou Ru (m²K/W) Épaisseur du mur plein (cm) Coefficient de transmission thermique du mur plein sans isolant (W/m²K) Épaisseur de l’isolant (en cm) à ajouter pour obtenir un coefficient de transmission thermique particulier (U)
U
(W/m²K)		 Nature de l’isolant
MW/EPS XPS PUR/PIR CG
Maçonnerie de briques ordinaires

 

 1 000 à 2 100

 

 0.72

 

 19

 

 2.22

 

 0.60 5.47 4.86 4.25 6.69
0.40 9.22 8.20 7.17 11.27
0.30 12.97 11.53 10.09 15.85
0.15 27.97 24.86 21.76 34.19
29

 

 1.69

 

 0.60 4.84 4.31 3.77 5.92
0.40 8.59 7.64 6.68 10.50
0.30 12.34 10.97 9.60 15.09
0.15 27.34 24.3 21.26 33.41
39

 

 1.37

 

 0.60 4.22 3.75 3.28 5.16
0.40 7.97 7.08 6.20 9.74
0.30 11.72 10.42 9.12 14.32
0.15 26.72 23.75 20.78 32.65
Maçonnerie de moellons

 

 2 200

 

 1.40

 

 29

 

 2.54

 

 0.60 5.73 5.09 4.45 7.00
0.40 9.48 8.42 7.37 11.58
0.30 13.23 11.76 10.29 16.16
0.15 28.23 25.09 21.96 34.5
39

 

 2.15

 

 0.60 5.40 4.80 4.20 6.60
0.40 9.15 8.14 7.12 11.19
0.30 12.90 11.47 10.04 15.77
0.15 27.91 24.81 21.71 34.11
Blocs creux de béton lourd

 

 > 1 200

 

 0.11

 

 14

 

 3.36

 

 0.60 6.16 5.48 4.79 7.53
0.40 9.91 8.81 7.71 12.12
0.30 13.66 12.14 10.63 16.70
0.15 28.66 25.48 22.29 35.03
0.14

 

 19

 

 3.06

 

 0.60 6.03 5.36 4.69 7.37
0.40 9.78 8.69 7.60 11.95
0.30 13.53 12.02 10.52 16.53
0.15 28.53 25.36 22.19 34.87
0.20

 

 29

 

 2.58

 

 0.60 5.76 5.12 4.48 7.04
0.40 9.51 8.45 7.39 11.62
0.30 13.26 11.78 10.31 16.20
0.15 28.26 25.12 21.98 34.53
Blocs de béton mi-lourd

 

 1 200 à 1 800

 

 0.75

 

 14

 

 2.67

 

 0.60 5.82 5.17 4.52 7.11
0.40 9.57 8.50 7.44 11.69
0.30 13.32 11.84 10.36 16.28
0.15 28.31 25.17 22.02 34.61
19

 

 2.27

 

 0.60 5.52 4.90 4.29 6.74
0.40 9.27 8.24 7.21 11.33
0.30 13.02 11.57 10.12 15.91
0.15 28.02 24.90 21.79 34.24
29

 

 1.74

 

 0.60 4.92 4.37 3.82 6.01
0.40 8.67 7.70 6.74 10.59
0.30 12.42 11.04 9.66 15.18
0.15 27.41 24.37 21.32 33.51
Blocs de béton moyen

 

 900 à  1 200

 

 0.40

 

 14

 

 1.86

 

 0.60 5.08 4.52 3.95 6.21
0.40 8.83 7.85 6.87 10.80
0.30 12.58 11.18 9.79 15.38
0.15 27.58 24.52 21.45 33.71
19

 

 1.51

 

 0.60 4.52 4.02 3.52 5.52
0.40 8.27 7.35 6.43 10.11
0.30 12.02 10.68 9.35 14.69
0.15 27.02 24.02 21.02 33.02
29

 

 1.10

 

 0.60 3.39 3.02 2.64 4.15
0.40 7.14 6.35 5.56 8.73
0.30 10.89 9.68 8.47 13.32
0.15 25.91 23.03 20.15 31.67
Blocs de béton léger

 

 600 à 900

 

 0.30

 

 14

 

 1.53

 

 0.60 4.56 4.05 3.54 5.57
0.40 8.31 7.38 6.46 10.15
0.30 12.06 10.72 9.38 14.74
0.15 27.06 24.05 21.05 33.07
19

 

 1.22

 

 0.60 3.81 3.38 2.96 4.65
0.40 7.56 6.72 5.88 9.24
0.30 11.31 10.05 8.79 13.82
0.15 26.31 23.39 20.46 32.16
29

 

 0.87

 

 0.60 2.31 2.05 1.79 2.82
0.40 6.06 5.38 4.71 7.40
0.30 9.81 8.72 7.63 11.99
0.15 24.83 22.07 19.31 30.34
Blocs creux de béton léger

 

 < 1 200

 

 0.30

 

 14

 

 2.05

 

 0.60 5.31 4.72 4.13 6.49
0.40 9.06 8.05 7.04 11.07
0.30 12.81 11.38 9.96 15.65
0.15 27.8 24.72 21.63 33.98
0.35

 

 19

 

 1.86

 

 0.60 5.08 4.52 3.95 6.21
0.40 8.83 7.85 6.87 10.80
0.30 12.58 11.18 9.79 15.38
0.15 27.58 24.52 21.45 33.71
0.45

 

 29

 

 1.57

 

 0.60 4.63 4.12 3.60 5.66
0.40 8.38 7.45 6.52 10.25
0.30 12.13 10.78 9.44 14.83
0.15 27.13 24.12 21.10 33.16
Blocs de béton très léger

 

 < 600

 

 0.22

 

 14

 

 1.21

 

 0.60 3.79 3.37 2.95 4.64
0.40 7.54 6.71 5.87 9.22
0.30 11.29 10.04 8.78 13.80
0.15 26.28 23.36 20.44 32.12
19

 

 0.95

 

 0.60 2.77 2.46 2.16 3.39
0.40 6.52 5.80 5.07 7.97
0.30 10.27 9.13 7.99 12.55
0.15 25.26 22.46 19.65 30.88
29

 

 0.66

 

 0.60 0.73 0.65 0.56 0.89
0.40 4.48 3.98 3.48 5.47
0.30 8.23 7.31 6.40 10.05
0.15 23.18 20.61 18.03 28.33
Blocs de béton cellulaire

 

 < 500

 

 0.18

 

 15

 

 0.98

 

 0.60 2.91 2.58 2.26 3.55
0.40 6.66 5.92 5.18 8.14
0.30 10.41 9.25 8.09 12.72
0.15 25.41 22.59 19.76 31.05
20

 

 0.77

 

 0.60 1.66 1.47 1.29 2.03
0.40 5.41 4.81 4.21 6.61
0.30 9.16 8.14 7.12 11.19
0.15 24.16 21.47 18.79 29.52
30

 

 0.54

 

 0.60 – – – –
0.40 2.91 2.58 2.26 3.55
0.30 6.66 5.92 5.18 8.14
0.15 21.67 19.26 16.85 26.48
Blocs de terre cuite lourds

 

 1 600 à 2 100

 

 0.90

 

 14

 

 2.92

 

 0.60 5.96 5.30 4.63 7.28
0.40 9.71 8.63 7.55 11.86
0.30 13.46 11.96 10.47 16.45
0.15 28.46 25.3 22.13 34.78
19

 

 2.51

 

 0.60 5.71 5.07 4.44 6.98
0.40 9.46 8.41 7.36 11.56
0.30 13.21 11.74 10.27 16.14
0.15 28.21 25.07 21.94 34.48
29

 

 1.96

 

 0.60 5.21 4.63 4.05 6.36
0.40 8.96 7.96 6.97 10.95
0.30 12.71 11.30 9.88 15.53
0.15 27.70 24.63 21.55 33.86
Blocs de terre cuite perforés

 

 1 000 à 1 600

 

 0.54

 

 14

 

 2.24

 

 0.60 5.49 4.88 4.27 6.71
0.40 9.24 8.21 7.19 11.29
0.30 12.99 11.55 10.10 15.88
0.15 27.99 24.88 21.77 34.21
19

 

 1.86

 

 0.60 5.07 4.51 3.95 6.20
0.40 8.82 7.84 6.86 10.79
0.30 12.57 11.18 9.78 15.37
0.15 27.58 24.52 21.45 33.71
29

 

 1.38

 

 0.60 4.24 3.77 3.30 5.18
0.40 7.99 7.10 6.22 9.77
0.30 11.74 10.44 9.13 14.35
0.15 26.74 23.77 20.80 32.68
Blocs de terre cuite perforés

 

 700 à 1 000

 

 0.27

 

 14

 

 1.42

 

 0.60 4.32 3.84 3.36 5.29
0.40 8.07 7.18 6.28 9.87
0.30 11.82 10.51 9.20 14.45
0.15 26.83 23.85 20.87 32.79
19

 

 1.12

 

 0.60 3.49 3.10 2.72 4.27
0.40 7.24 6.44 5.63 8.85
0.30 10.99 9.77 8.55 13.43
0.15 25.98 23.10 20.21 31.76
29

 

 0.79

 

 0.60 1.82 1.62 1.42 2.23
0.40 5.57 4.95 4.34 6.81
0.30 9.32 8.29 7.25 11.40
0.15 24.30 21.60 18.90 29.70
Blocs silico-calcaire creux

 

 1 200 à 1 700

 

 0.60

 

 14

 

 2.38

 

 0.60 5.61 4.98 4.36 6.85
0.40 9.36 8.32 7.28 11.44
0.30 13.11 11.65 10.19 16.02
0.15 28.11 24.99 21.86 34.36
19

 

 1.98

 

 0.60 5.23 4.65 4.07 6.40
0.40 8.98 7.98 6.99 10.98
0.30 12.73 11.32 9.90 15.56
0.15 27.73 24.65 21.57 33.89
29

 

 1.49

 

 0.60 4.48 3.98 3.49 5.48
0.40 8.23 7.32 6.40 10.06
0.30 11.98 10.65 9.32 14.65
0.15 26.98 23.98 20.98 32.98

Source : Isolation thermique des murs pleins réalisée par le CSTC à la demande de la DGTRE.

Il est également possible d’utiliser  le fichier Excel (XLS) pour calculer le U d’une paroi en contact avec l’extérieur.