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Enveloppe 1 : L’isolation thermique

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Nous attendions que les choix techniques soient un peu plus définitifs avant de parler un peu des détails de l’enveloppe. “L’enveloppe” regroupe tout ce qui touche à l’isolation thermique, à l’étancheité à l’air et au transfert d’humidité. C’est toute les caractéristiques non structurales des murs, de la fondation et du toit. Les maisons récentes et les nouveaux codes du bâtiment (en Europe comme en Amérique) essaient d’avoir des enveloppes plus efficaces qu’elles n’étaient notamment en augmentant l’isolation thermique et en rendant la maison plus étanche à l’air. Dans notre cas, la certification passivhaus nous pousse très loin dans ces concepts.
Je ne vais pas rentrer dans trop de détails techniques et laisse ça à l’expertise des ingénieurs. Mais je vais me contenter d’expliquer les options qui étaient à notre disposition et les choix faits au final.

Pour des explication simples concernant l’isolation, les valeurs R et U, les pont thermiques… vous pouvez consulter les fiches techniques du site ecohabitation.com comme celle-ci.

Notre objectif était de modifier la maison existante en conservant le plus de structure possible et d’atteindre les exigences de la certification “passivhaus” de la manière la plus écologique possible. La décision du mois de novembre de conserver les murs extérieurs en bois nous a permis de nous concentrer sur la solution d’isolation thermique la meilleure. La solution la plus économique et écologique locale est la cellulose soufflée (RSI 0,025/mm R3,6/pouce). Ce produit est fait à presque 100% de journaux recyclés et est produit localement. Pour atteindre nos objectifs on en a prévu une épaisseur de 35cm sur les murs et 75cm sur le toit. L’épaisseur sur le toit ne pose pas de problème technique autre que d’augmenter la hauteur du bâtiment (il fallait tout de même que ça ne dépasse pas la limite autorisée par la municipalité). La grosseur du mur en rénovation pose quelque contraintes. Cette épaisseur d’isolant rajoutée à l’extérieur du mur n’est pas supportée par la fondation et est donc en surplomb. Il faut donc construire une structure accrochée au mur existant permettant de contenir les 35cm de cellulose et de soutenir le matériau de parement extérieur. Heureusement, d’autre l’on déjà fait et nous avons pu se baser entre autre sur ses différentes expériences.

 La structure choisie est les “Larsen trusses” (photo ci-dessous)

Larsen trusses - GBA encyclopedia

Une fois assemblée, cette structure est très solide et est capable de supporter de bonnes charges.

L’isolation des murs de la fondation (donc du sous-sol) (1,4m sous terre et 1 hors sol) ne peux pas vraiment recevoir de cellulose car la partie sous le sol impose d’avoir un matériau adapté. Pour une question de durabilité, Richard et Lucie on choisie de mettre du polystyrène expansé (EPS)(RSI 0,025/mm R3,6/pouce).

Du coté intérieur de ce mur, une couche de laine de roche (RSI 0,025/mm R3,6/pouce)  supplémentaire à été rajoutée pour atteindre les objectifs. Ce materiau est intéressant dans les sous sol car il est extrêmement résistant à l’humidité.

Lors d’une construction neuve, la dalle de la fondation est isolée par dessous avant de couler le béton. Dans notre cas, nous avons choisi d’isoler par l’intérieur pour ne pas avoir à démolir la dalle existante. Nous sommes par contre limités dans l’épaisseur d’isolant car cela réduit d’autant la hauteur sous plafond du sous-sol. Devant avoir un minimum de 2 mètres, nous ne pouvons mettre que 15cm d’isolation. Nous avons donc choisi l’isolant ayant un fort coefficient par millimètre (RSI 0,042/mm – R6,06/pouce) : polyisocyanurate (PIR). C’est une mousse synthétique issue du pétrole mais ayant un bilan écologique bien meilleur que ses prédécesseurs. C’est à dire qu’en calculant le cycle de vie des matériaux, le bilan reste positif. (On y reviendra bientôt)

Voici un tableau récapitulatif des valeurs R d’isolation thermique, de l’épaisseur totale du segment et de la toute nouvelle norme du batiment au Québec pour les construction neuves.

 —valeurs pour notre projet– Imposé par le Code du Québec 2014
R (impérial) –RSI– Epaiseur (po / cm)  R (imp) / RSI
Murs Hors sol 57 10,1 20″ / 51cm 24,5 / 4,3
Murs fondation 52 9,26 26″ / 67cm 17 / 3
Dalle 38 6,8 10″ / 25cm 5 / 0,88
Toit 115 20,4 31,5″ / 80cm 41 / 7,2

 

 

Ci dessous, le détail de la coupe de mur de la maison existante (gauche) et du projet (droite).

mur
Existant à gauche – après rénovation à Droite – Cliquez pour agrandir

4 réponses

  1. Sylvain
    | Répondre

    Bonjour Damien, Formidable ton blog que j’ai découvert il y’a quelques jours. À date j’en ai le 3/4 de lu. J’ai 4 questions.
    1) Peut tu me dire les valeurs R d’isolation minimum pour fin de certification (toit, mur et dalle). J’ai en tète un projet de construction ou j’aurais pour le toit environ R 100, les mur en coffrage isolant R 48 et sous la dalle R 30. Je ne vise pas la certification mais seulement une maison quasi passive.
    2) Un foyer de masse m’intéresse mais on en parle jamais dans les maisons passive. Est ce que c’est parce que ça serais beaucoup trop chaud d’après toi ?
    3) Je ne sait pas si tu a abordé le sujet du ventilateur de salle de bain ? En a tu posé un ?
    4) Pour la surchauffe durant les mois de mars et septembre, est ce qu’on ne devrait pas dimensionner les débords de toit en fonction de l’angle du soleil en mars et septembre plutôt que juin et juillet ? Ça donnerais donc des débords de toit un peu plus long.

    • Damien
      | Répondre

      Salut Sylvain, d’abord merci pour ton intérêt et ton engouement, ça motive à poursuivre de mon coté.

      1- Il n’y a pas de valeur-R cible pour la certification ou pour faire une maison passive en général. L’idée de fond c’est que la maison est un tout qui doit être au final confortable. Techniquement pour pourrait atteindre 15kWh/m2/an avec un mur R15 d’un coté et R120 de l’autre mais le confort ne sera pas là car le mur trop peu isolé sera froid, humide, moisi et génèrera des courants air froid dans la maison. L’expèriences des maison passive ou presque en climat froid montre que les mur autour de R60 et le toit autour de R100 offre une performance thermique suffisante pour une mise en oeuvre assez facile et un cout raisonnable. Pour notre cas la dalle de fondation n’est pas autant isolée que ce que l’on aurai fait pour une maison neuve pour des question de hauteur sous plafond. Cela a été compensé par un peu plus d’isolant ailleurs et deux petit chauffages radiants pour assurer un meilleurs confort thermique si besoin (sur les conseils de l’ingénieur mais non nécessaire dans les simulations). Il faut donc pour chaque projet trouver la combinaison d’isolation toit-mur-fondation ayant le meilleur compromis entre la performance cible, le cout et la faisabilité.

      2-Les besoins (en puissance de chauffe) sont en général de 10 à 15 watts/m2. Pour une maison de 150m2 ça fait dans les 2000 watts au pic de demande. Un foyer de masse est effectivement capable de restituer de la chaleur sur 24 ou 48h avec une flambée unique de quelques heures restituant une chaleur de l’ordre de 2-3 kilo-watt/h ce qui serai compatible avec les besoin d’une maison bien isolée. Par contre il faut être capable de diffuser cette chaleur dans toute la maison (ce qui ne sera pas effectué par la ventilation, contrairement à ce que l’on pourrait penser) et d’avoir un moyen de conserver l’étanchéité à l’air de la maison malgré la cheminée d’évacuation. Je n’ai pas fais de recherches extensives sur le sujet, ça me semble possible mais je ne suis pas sur que ce soit le moyen le plus économique de produire 2 ou 3 kWh.

      3-Il n’y a pas de ventilateur de salle de bain a proprement parlé mais il y a une bouche d’extraction d’air du système de ventilation. Ce système fonctionne en continu et évacue l’humidité de la salle de bain sans problème et rapidement. Passivhaus impose une extraction d’air continue dans chaque salle de bain et cuisine.

      4-Pour éviter la surchauffe effectivement on pourrai augmenter les débords de toit. Le corollaire de ça est que ça diminue évidement les gains solaires en hiver. A ce moment là il vaut mieux diminuer la taille des fenêtres pour minimiser les pertes et diminuer le cout (un mètre carré de mur vaut bien moins cher d’un mètre carré de fenêtre). Vu que nous étions justes sur la performance, on a maximisé les gains solaires dans la limite du raisonnable (environ 30% des gains totaux, ce qu’il faut éviter de dépasser). La simulation donnait juste 3% de surchauffe. En réalité c’est un peu plus mais toujours très acceptable. Les brises soleil coulissants que l’on devrait installer vont régler en bonne partie ce problème.

      au plaisir.

      Damien

  2. Sylvain
    | Répondre

    Merci pour tes conseils. Je m’intéresse beaucoup au coté technique des maisons passive. Je planifie une maison que je considère idéal c.a.d. un cube de 29 pi. par 29 pi. 2 étages avec cage d’escalier et foyer de masse au centre de la maison. Dalle de béton sur roc. Plancher de béton polie.
    Grenier : Cellulose 30 po. R108
    Mur : Coffrage isolant Nudura R48 ( 6 po de béton avec 2 5/8 isolant coté intérieur et 8 5/8 à l’extérieur ) avec panneau isolant Iso R plus 1 po (ce panneau à un coupe vapeur ) sur latte du coté interieur. Au total près de R

    56.

  3. Sylvain
    | Répondre

    Problème d’ordinateur je continue
    Dalle : 6 po polys. extrudé R 30
    Cuisine, salle à manger et salon à aire ouverte.
    Fenetre triple verre, argon, low e, intercalaire inox.
    Fenêtre au sud : 100 pi ca. Nord : 8 pi. ca. Est et ouest : environ 15 pi. ca.
    Le foyer de masse m’intéresse pour son “look” , sa masse thermique, son four à pain et le fait que ma maison serait construite sur mon lot à bois, donc bois gratuit à volonté. Comme chauffage principal, conduite glycol dans la dalle. Présentement je regarde les ventilateurs Venmar (vrc ou vre ). Si tu as des conseils sur les vrc ou vre , je suis preneur car je suis néophyte dans ce domaine.

    J’ai finie de lire ton blog et je me demande si le contour de tes fenêtres est énergétiquement supérieur au contour d’une fenêtre posée de façon traditionnelle avec uréthane giclé. Quand pense tu ?

    Pour environ $ 10,000 de plus (pour une maison de $150,000 ) je vais tripler l’efficacité énergétique de ma maison. Difficile de croire que monsieur tout le monde n’en fasse pas autant.

    Salutations

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