Isolation par l’intérieur

Ce système permet de rattraper les défauts de planéité du mur. Un isolant souple est posé dans une ossature bois ou métallique fixée au mur et formant des caissons. Un isolant en vrac peut également être insufflé dans l’ossature. Les éléments de structure diminuent le pouvoir isolant du complexe.
Pour limiter cet effet, une plaque d’isolant rigide peut être posée sur les structures avant le pare-vapeur éventuel et la finition.

Matériaux

Les matériaux utilisés le plus couramment sont les rouleaux de laine minérale (MW) ou végétale, ou les isolants projetés comme la cellulose (CEL). Pour ce système, les fabricants proposent souvent des profilés métalliques à la place des lattes en bois.

Mise en œuvre

La mise en œuvre doit être soignée. Il faut veiller à ce que les interruptions de l’isolant au droit de la structure soient limitées. La membrane pour réguler la vapeur doit être parfaitement continue.

1. Mur existant.
2. Ossature.
3. Isolant thermique souple ou en vrac.
4. Pare- ou freine-vapeur.
5. Finition intérieure.

Remarque : Pour l’ensemble des systèmes d’isolation par l’intérieur, il est toujours préférable de prévoir une contre-cloison technique du côté intérieur (de 2 à 10 cm). Celle-ci est réalisée après la pose de l’isolant et de la membrane pour réguler la vapeur (et l’air) et permet de distribuer les câbles, tuyaux ou gaines (électricité, chauffage…) sans percer la membrane. La contre-cloison technique peut éventuellement être remplie d’isolant (si l’épaisseur reste faible par rapport à l’épaisseur d’isolation totale). Elle peut également être remplie d’un matériau à forte inertie thermique (éléments de terre crue par exemple).

Ce système est généralement le plus simple à mettre en œuvre, mais la surface intérieure du mur doit être relativement plane : les défauts de planéité ne peuvent pas dépasser 15 mm sur une règle de 2 m.

Matériaux

On rencontre souvent le polystyrène expansé (EPS) ou extrudé (XPS), le polyuréthane (PUR) ou les panneaux en fibres de bois. Des panneaux sandwich avec isolant, membrane et finition sont proposés sur le marché (la continuité entre les éléments doit alors être soignée). Des blocs ou des panneaux isolants en silicate de calcium collés entre eux et au support peuvent aussi être utilisés.

Mise en œuvre

La mise en œuvre doit être très soignée de façon à ce que les différents panneaux soient parfaitement jointifs et que les liaisons avec les autres parois soient aussi correctement réalisées. Les panneaux isolants peuvent être recouverts de plaques de finition ou d’un enduit (lequel peut être renforcé d’une trame).

1. Mur existant.
2. Isolation rigide collée.
3. Pare- ou freine-vapeur.
4. Panneaux de finition.

Remarque : une variante consiste à placer un lattage (profilés bois ou métalliques) contre la surface du mur existant pour récupérer une bonne planéité afin de pouvoir poser les panneaux isolants correctement. Dans ce cas, il est recommandé de bourrer l’espace entre les lattes d’un isolant légèrement compressible afin d’éviter les courants de convection et de maximiser la performance thermique du mur.

Certains isolants peuvent être directement projetés sur le mur existant en brique. Les irrégularités du mur ne posent alors plus de problèmes.

Matériaux

L’isolant utilisé le plus couramment est la mousse de polyuréthane (PUR) projetée recouverte d’un enduit (qui rend les panneaux jointifs). Ces propriétés sont alors proches du cas des panneaux de XPS simulés dans l’outil ISOLIN. D’autres options existent : les mélanges chaux-chanvre (LHM), les enduits isolants à base de billes de polystyrène expansé (EPS) ou de vermiculite…

Mise en œuvre

La mousse de polyuréthane est projetée par couches successives, jusqu’à l’épaisseur souhaitée et sèche en quelques minutes. La mise en œuvre des mélanges chaux-chanvre est plus délicate et plus longue et demande des temps de séchage beaucoup plus importants. Selon leur dosage en liant (à base de chaux aérienne), les mélanges chaux-chanvre peuvent être soit projetés directement sur le support (manuellement ou mécaniquement), soit coffrés contre le support le temps de la mise en œuvre. La finition est généralement réalisée à l’aide d’un enduit à la chaux dont il faut assurer la parfaite continuité.

1. Mur existant.
2. Isolant projeté.
3. Finition intérieure.

Ce système permet de rajouter un matériau lourd devant l’isolant et donc de récupérer au moins une partie de l’inertie thermique perdue. Cette solution est toutefois rarement envisageable étant donné la perte d’espace qu’elle engendre. Le poids de la contre-cloison peut également poser un problème.
Une paroi auto-stable est réalisée à l’intérieur, parallèlement et à une certaine distance du mur. Les matériaux les plus utilisés sont les briques de terre cuite (ou de terre crue), les carreaux de plâtre, les blocs de béton… L’isolant est incorporé entre la contre-cloison et le mur. Il peut être en vrac, ou en panneaux.

Matériaux

Au niveau des panneaux isolants, il peut s’agir de polystyrène expansé (EPS), de laine minérale semi-rigide (MW) ou de polyuréthane expansé (PUR).
Les panneaux présentent l’inconvénient de moins facilement remplir tout l’espace entre le mur et la contre-cloison. Les isolants en vrac sont a priori plus intéressants pour cette technique : perlite, vermiculite, liège… Étant donné l’absence de véritable régulateur de vapeur du côté intérieur, il faut éviter les isolants putrescibles si le mur existant est humide ou s’il risque de le devenir.

Mise en œuvre

L’isolant est placé au fur et à mesure que la cloison monte. La mise en œuvre doit être soignée afin de remplir complètement d’isolant l’espace entre le mur et la contre-cloison et d’éviter tout tassement. Lorsqu’on utilise un isolant en vrac pour la première partie du mur, des panneaux isolants peuvent être utilisés avant la pose des derniers rangs de briques pour faciliter la réalisation de la partie haute du mur.

1. Mur existant.
2. Isolant souple ou en vrac.
3. Paroi auto-stable.

Le fait même d’apporter une isolation sur la face intérieure des murs de façades va créer des ponts thermiques. Outre des déperditions thermiques, ces ponts thermiques peuvent provoquer de la condensation superficielle ou/et des moisissures.

Certains ponts thermiques sont très difficiles à éviter

Liaison avec un mur intérieur (coupe horizontale).

Fondation (coupe verticale).

Appui de plancher (coupe verticale).

Cas des planchers en bois

Dans les vieilles maisons à planchers à solives, après isolation par l’intérieur, les têtes de solives sont soumises à des températures plus basses qu’avant. De plus, alors qu’il est possible d’éviter le transfert de vapeur interne au travers du mur par l’usage d’un pare-vapeur, il n’existe pas de moyen efficace pour éviter ce transfert au niveau du plancher. Ainsi, il y a risque de condensation à proximité des têtes de solives et possibilité de pourrissement de ces dernières.

Encastrement des planchers en bois.

D’autres peuvent être évités

Mauvais !	Bon !
Linteau (coupes verticales).

Mauvais !	Bon !
Seuil de fenêtre (coupes verticales).

Bon !

Retour de fenêtre (coupe horizontale).

Le risque de condensation interne est grand lorsqu’une isolation (perméable à la vapeur) est posée du côté intérieur sans pare-vapeur ou avec un pare-vapeur mal posé.

Explication

Pv : pression de vapeur.
En hiver, la pression de vapeur d’eau de l’air chaud à l’intérieur d’un bâtiment est toujours supérieure à celle de l’air extérieur.
En effet, l’usage d’un bâtiment (occupants, cuisine, bains, plantes, etc.) augmente la quantité de vapeur d’eau contenue dans l’air dont la capacité à contenir de la vapeur d’eau croît en fonction de la température.

Pv : pression de vapeur.
Tout comme la chaleur qui se déplace des zones à température élevée vers les zones à température plus basse, la vapeur d’eau diffuse des zones à forte concentration en vapeur d’eau vers les zones à faible concentration en vapeur d’eau : on parle de diffusion de vapeur. La diffusion crée un flux de vapeur à travers la paroi, de l’intérieur, vers l’extérieur.

Pv : pression de vapeur.
La chute de pression dans chacune des différentes couches de matériaux est d’autant plus grande que la résistance à la diffusion de vapeur (μ d) des couches de matériaux est élevée; en régime stationnaire, elle est en fait directement proportionnelle à cette résistance à la diffusion de vapeur.

T : température.
D’autre part, la baisse de température dans les différentes couches de matériaux est d’autant plus grande que la résistance thermique (R) des matériaux est importante.

Pvs : pression de vapeur de saturation.
De plus, à chaque température régnant à l’intérieur d’un matériau correspond une pression de vapeur de saturation.

Pv : pression de vapeur.
Pvs : pression de vapeur de saturation.
La condensation interne, se produit si à un endroit d’une couche, la pression de vapeur réelle devient égale à la pression de saturation correspondant à la température régnant à cet endroit.
Il y a moins de risque de condensation interne lorsque, de l’intérieur vers l’extérieur, les matériaux sont de plus en plus perméables à la vapeur d’eau.
Par contre, le risque de condensation interne est grand lorsque l’isolation par l’intérieur est réalisée avec un matériau isolant perméable à la vapeur (c’est à dire, peu résistant à la diffusion de vapeur) (laine minérale par exemple) sans pare-vapeur du côté intérieur (ou avec un pare-vapeur posé de manière discontinue). En effet, de l’intérieur vers l’extérieur, la chute de température (et avec elle, la chute de la pression de saturation) est grande dans l’isolant alors que la pression de vapeur est restée importante. Cette dernière va, à un moment donné, dépasser la pression de saturation : il y a condensation interne.
Remarque.
Le risque de condensation à l’interface isolant-mur plein est d’autant plus grand que :

• Le climat intérieur est chaud et humide.
• La résistance à la diffusion de vapeur (μ d) du mur extérieur par rapport à l’isolant, est élevée (béton lourd, par exemple).
• La résistance à la diffusion de vapeur (μ d) de la finition intérieure et de celle de la couche isolante sont faibles.
• La pose du pare-vapeur et/ou de l’isolant est mal soignée.

Réalisation correcte

Réalisation correcte d’une isolation par l’intérieur avec isolant perméable à la vapeur.

Pv : pression de vapeur
Pvs : pression de vapeur de saturation
L’utilisation d’un isolant peu ou pas perméable à la vapeur (EPS, XPS, PUR, CG) collé sur la maçonnerie , ne nécessite pas l’interposition d’un pare-vapeur pour autant que de l’air intérieur ne puisse circuler entre isolant et maçonnerie.
Par contre si ce type d’isolant est mis en œuvre entre lattes, la pose du pare-vapeur reste indispensable. Celui-ci couvre alors l’ensemble du système “isolant + lattes”.

En période froide, l’air intérieur chaud et humide qui passerait derrière l’isolant, à cause d’une discontinuité dans celui-ci, rencontrerait une surface froide et condenserait.

A gauche, l’air chaud et humide passe
sous la plinthe et sous l’isolant discontinu.

Des discontinuités dans l’isolant peuvent exister dès le placement de celui-ci ou apparaître par son percement ultérieur (placement d’une prise, suspension d’un objet, etc.).
Remarque.
La condensation interne liée au transport de vapeur par convection est bien plus fréquente que celle due à la diffusion de vapeur. Les quantités de condensat sont également plus importantes. Toutefois, il n’existe pas de méthode de calcul pratique pour évaluer ce problème.

Lorsque la maçonnerie d’un mur de façade isolé par l’intérieur, est susceptible d’être humide dans la masse (infiltration d’eau de pluie, humidité ascensionnelle ou même humidité de construction), il y a, en été, un risque de condensation interne contre le pare-vapeur.
En effet, dans ce cas, en période d’été, la vapeur d’eau d’eau provoquée par le séchage de la maçonnerie peut diffuser partiellement vers l’intérieur du bâtiment et donner lieu à la formation de condensation à l’interface isolant/pare-vapeur. Cette condensation provient du fait que, suite à la position de l’isolant, la finition intérieure du mur atteint des températures sensiblement inférieures à celles de la maçonnerie.

Pv : pression de vapeur Pvs : pression de vapeur de saturation

Condensation interne en été.

Lorsqu’un mur de façade est isolé, la chute de température entre l’intérieur et l’extérieur se produit principalement dans l’épaisseur de l’isolant.

Evolution de la température dans un mur plein.
(Remarque : on a négligé les résistances thermiques d’échange : 1/he et 1/hi).

Evolution de la température dans un mur plein isolé du côté intérieur.
(Remarque   on a négligé les résistances thermiques d’échange : 1/he et 1/HI).

Dès lors, lorsqu’on place un isolant du côté intérieur d’un mur plein, le mur est plus froid en hiver et plus chaud en été que le même mur sans isolant intérieur. Le mur isolé par l’intérieur subit donc des variations de température plus grandes et plus fréquentes.
Il ressort d’études sur l’évolution de la température au sein des murs de façade que les écarts de température été-hiver dans les maçonneries situées du côté extérieur par rapport à l’isolant thermique sont de l’ordre de 30 à 36 K, qu’il s’agisse d’une maçonnerie de parement ou d’un mur monolithique isolé par l’intérieur.
Par ailleurs, le rapport Scheuren in woningen du Stichting Bouwresearch montre que, selon la nature de la maçonnerie, la fissuration peut déjà se produire pour des écarts de température compris entre 17 et 35 K.
De plus aux tensions dues aux variations de température, il convient d’ajouter celles résultant des alternances d’humidification et de séchage des maçonneries.
Les déformations mécaniques (retraits/dilatations) liées à ces variations peuvent engendrer des ruptures locales dans la surface du mur, entraînant l’apparition de fissures. Ces fissures n’ont parfois que des conséquences esthétiques, mais peuvent aussi porter atteinte à la stabilité du mur ou favoriser la pénétration en profondeur de l’humidité.

Toutefois, le risque de fissuration est fonction des paramètres suivants :

• la dimension de la façade,
• le niveau d’exposition,
• les caractéristiques mécaniques des matériaux constituant la maçonnerie,
• la stabilité dimensionnelle de la maçonnerie (coefficient de dilatation, retrait hydraulique, etc.),
• teinte du parement.

En outre, vu l’abaissement de la température moyenne d’hiver d’un mur isolé par l’intérieur, le séchage est ralenti. L’humidification prolongée de la maçonnerie peut favoriser une dégradation des matériaux par le gel.

Le potentiel de séchage d’un mur est généralement réduit lors de l’application d’un système d’isolation par l’intérieur. Les figures ci-dessous illustrent cette notion : l’exposition du mur aux intempéries reste inchangée, mais d’une part la maçonnerie après isolation est globalement plus froide (évaporation en surface réduite) et d’autre part, son séchage vers l’intérieur est parfois empêché par l’utilisation d’une membrane pour réguler la vapeur.

Humidification du mur due à la réduction du potentiel de séchage causée par l’application d’une isolation par l’intérieur et d’un pare-vapeur.

Le fait que le mur soit globalement plus froid et plus humide (le “front d´humidité” pénètre plus profondément dans le mur) peut provoquer des désordres liés au gel sur la face extérieure. En effet, la formation de gel provoque une dilatation de l’eau dans les pores de la brique qui peut conduire à une forte dégradation mécanique de celle-ci.

Ces désordres dépendent de trois conditions :

• la sensibilité au gel de la brique ;
• la teneur en eau atteinte dans la brique :
• la température atteinte dans la brique (le gel n’apparait que si celle-ci descend sous 0°C).

Exemple de briques gélives soumises au gel.

Photo : A. Holm in Isolation thermique par l’intérieur des murs existants en briques pleines – SPW 2011.

Source : guide Isolation thermique par l’intérieur des murs existants en briques pleines réalisé par Arnaud Evrard, Aline Branders et André De Herde (Architecture et Climat-2010) dans le cadre de la recherche ISOLIN, financée par le département Énergie et Bâtiment durable du Service Public de Wallonie. Disponible sur le site : energie.wallonie.be.

La présence d’un isolant du côté intérieur du mur de façade diminue l’inertie thermique du bâtiment : le mur de façade isolé par l’intérieur ne peut plus accumuler puis restituer la chaleur (ou la fraîcheur) intérieure. Le local est rapidement chauffé, mais se refroidit tout aussi vite. En été il y a risque de surchauffe.
Cependant, les bâtiments avec des parois internes lourdes et épaisses (murs intérieurs, planchers), peuvent conserver une inertie thermique globale suffisante malgré la perte de l’inertie thermique des murs de façade.