Conductivité thermique des isolants : comment l’eau affecte-t-elle les façades ventilées ?

Qu’est-ce que la conductivité thermique ?
La conductivité thermique (λ, lambda) est la capacité d’un matériau à conduire la chaleur par unité d’épaisseur et de surface : plus λ est faible, plus les performances d’isolation sont élevées.

C’est un paramètre fondamental dans la conception de l’enveloppe du bâtiment, car elle détermine la quantité d’énergie thermique traversant la structure, avec un effet direct sur l’efficacité énergétique de la construction.
Dans le secteur du bâtiment, les concepteurs se concentrent sur la résistance thermique des couches et sur la valeur de transmission thermique (U-value) du système multicouche. Toutefois, ils ne tiennent souvent pas compte du fait que la valeur λ est mesurée en laboratoire, dans des conditions bien spécifiques, tandis que sur le chantier et pendant la durée de vie du bâtiment, les matériaux sont soumis à :

• des infiltrations d’eau de pluie ;

• une condensation interstitielle ;

• une humidité résiduelle après la pose ;

• une exposition aux rayons UV ;

• des erreurs de pose ;

• un vieillissement des matériaux.
  

Ces variations peuvent considérablement affecter l’efficacité thermique de l’enveloppe dans le temps.

La conductivité thermique est un paramètre important pour les performances énergétiques globales, pour tous les éléments de l’enveloppe du bâtiment, y compris pour les façades ventilées. Dans ces dernières, bien que l’isolant soit protégé par un revêtement, il reste exposé à l’humidité et à des infiltrations d’eau, qui modifient ses performances.

Façades ventilées et isolation : conditions réelles, performances réelles

Les façades ventilées sont conçues pour améliorer la durabilité et l’efficacité de l’enveloppe verticale. Elles protègent l’isolation contre les effets directs des agents atmosphériques et favorisent l’évacuation de l’humidité.
Le système d’étanchéité d’une façade ventilée typique se compose :

• d’une structure porteuse,

• d’une couche d’étanchéité à l’air,

• d’un isolant thermique,

• d’une couche d’étanchéité au vent,

• d’une lame d’air ventilée,

• d’un revêtement extérieur,

où :

• le rayonnement chauffant le revêtement extérieur et la différence de pression atmosphérique activent l’effet de cheminée, qui favorise la ventilation de la lame d’air, ce qui permet de réduire plus rapidement l’humidité et la chaleur ;

• le revêtement protège mécaniquement et climatiquement le matériau isolant ;

• l’isolant peut subir des conditions différentes de celles prévues par les fiches techniques.

La couche de finition protège le système multicouche et l’isolant de la pluie battante et des rayons solaires directs. Toutefois, elle ne l’isole pas complètement contre certains phénomènes tels que l’humidité résiduelle, la condensation interstitielle ou les infiltrations, qui provoquent des ponts thermiques accidentels, non anticipés lors de la conception. Voilà pourquoi la conductivité thermique change dans le temps. Lorsque l’isolant se mouille, la valeur λ augmente et les performances thermiques déclinent.

Les analyses réalisées par Rothoblaas démontrent que la présence d’eau peut affecter considérablement la conductivité thermique des matériaux isolants.
Une condensation interstitielle ou des infiltrations d’eau peuvent entraîner une baisse significative des performances thermiques, même dans les façades ventilées bien conçues, avec une variation de la valeur λ bien plus importante que les valeurs déclarées dans des conditions idéales.

C’est pourquoi concevoir uniquement sur la base des fiches techniques n’est pas suffisant. Afin d’obtenir un résultat durable et prévisible dans le temps, il est nécessaire d’évaluer le comportement réel des matériaux, aussi bien sur le site de construction que pendant tout leur cycle de vie.

Comparaison des principaux matériaux isolants dans des conditions sèches et mouillées

Façade ventilée avec laine de roche (sans membrane)

Dans des conditions sèches (5 °C, HR 40 %), la laine de roche présente une valeur λ d’environ 0,033 W/(m K). Si on fait l’hypothèse d’une situation extrême avec une humidité relative égale à 100 %, la conductivité thermique peut augmenter jusqu’à 0,0499 W/(m K). Dans cette situation, les performances de l’isolant diminuent d’environ 33 %. Les valeurs peuvent varier en fonction du climat et des conditions de pose.

Façade ventilée avec PSE (sans membrane)

Dans le cas du PSE, si on fait l’hypothèse d’un taux d’humidité relative de 100 %, les performances d’isolation risquent de subir jusqu’à 45 % de réduction. Il s’agit là aussi d’une simulation, permettant d’illustrer l’impact potentiel de l’humidité sur ce matériau.

Laine de roche et PSE avec membrane respirante

Le rôle de la membrane respirante dans la façade ventilée est triple : elle évite l'infiltration d’eau/de liquide, elle permet l’évacuation de la vapeur et elle contribue à empêcher le vent de pénétrer.
Une membrane classée W1 selon la norme EN 13859-1/2 offre une résistance élevée à la pénétration de l’eau.

Dans les analyses comparatives réalisées par Rothoblaas, l’efficacité des membranes respirantes est évidente. Lorsqu’ils sont protégés par une membrane bien installée, tant le PSE que la laine de roche maintiennent une conductivité thermique stable. Cela signifie que, même si la membrane n’a pas de fonction isolante directe, elle conserve au fil du temps les performances prévues lors de la conception, en évitant la pénétration de l’eau et en améliorant la fiabilité du système de façade dans son ensemble.

Tableau de la conductivité thermique des matériaux isolants – Rothoblaas

Dommages pendant la phase de chantier ou à cause d’infiltrations accidentelles : que se passe-t-il en l’absence de membrane adéquate ?

On trouve une cause commune dans de nombreuses analyses de dégradation des performances de l’enveloppe : des infiltrations non gérées ou l’absence de membrane imperméable et respirante efficace.

Pendant les phases de chantier, en l'absence de membrane, ou lorsque la membrane n’est pas certifiée W1 (ou encore quand elle n’est pas posée correctement), l’isolant se comporte différemment de ce qui était prévu lors de la conception.

Les conséquences sont concrètes et mesurables :

• augmentation de la conductivité thermique ;

• chute des performances énergétiques ;

• risque de dommages dus à des infiltrations accidentelles ;

• formation de moisissures ou altération mécanique du matériau isolant.

Ces incidents ne sont pas que théoriques, ils se produisent vraiment. Il existe des cas réels démontrant clairement qu’un manque de protection efficace peut affecter la durabilité de l’enveloppe du bâtiment.

Le cas du siège du parquet de Banja Luka : lorsque le revêtement ne suffit pas

La façade du bâtiment abritant le siège du Parquet Général de Banja Luka en Bosnie-Herzégovine a subi une détérioration rapide et importante entre 2019 (année de la dernière rénovation déclarée) et 2025. Les panneaux métalliques du revêtement ont commencé à se déformer et à se détacher constamment, surtout lors de vents forts. Le matériau isolant alors complètement exposé aux agents atmosphériques est visiblement endommagé et privé de toute protection.

Dans ce cas, deux facteurs critiques favorisant la dégradation de l’isolant peuvent être mis en évidence :

• L’exposition directe de l’isolant due à l’enlèvement des panneaux ;

• Une erreur de conception, avec l’utilisation d’une barrière non respirante (membrane de type BARRIER), qui a favorisé la formation de condensation interstitielle, sans possibilité de sécher.

Aujourd’hui, ce bâtiment représente un exemple concret de conception non durable. L’absence de contrôle efficace sur la durabilité, la ventilation et la protection de l’isolant a affecté une enveloppe récente, l’amenant à un point critique en moins de six ans.

Membranes respirantes et normes de référence

Le choix de la membrane doit se baser sur le classement W selon la norme EN 13859-1/2, mais aussi sur des paramètres de performance, tels que la réaction au feu (ex. classe A2-s1, d0), la résistance aux rayons UV et la stabilité dimensionnelle et thermique dans le temps.

Concevoir de manière conforme n’est pas seulement obligatoire, mais c’est aussi essentiel pour assurer la durabilité et la sécurité de l’enveloppe du bâtiment.

Quelles membranes respirantes choisir ? Les produits Rothoblaas conseillés

Les produits conseillés pour assurer des performances thermiques stables sont :

• Membrane hautement respirante réfléchissante TRASPIR ALU FIRE A2 430 : idéale pour des expositions solaires intenses. Incombustible, avec un haut niveau d’imperméabilisation.

• TRASPIR EVO UV ADHESIVE : une membrane auto-adhésive respirante, monolithique et résistante aux rayons UV, qui offre une protection supplémentaire pour les chantiers complexes, en garantissant 10 semaines de protection temporaire.

• TRASPIR EVO 300 : une membrane hautement respirante monolithique, qui garantit une étanchéité élevée et une excellente réaction au feu.

• TRASPIR EVO UV 210 : une membrane monolithique hautement respirante et résistante aux rayons UV. Elle est idéale pour les façades ventilées avec des joints ouverts d’une largeur maximale de 50 mm et jusqu’à 40 % de surface découverte, avec réaction au feu B-s1, d0 et classe d’étanchéité W1.

Les membranes respirantes Rothoblaas W1 sont conçues pour assurer une étanchéité à l’eau de pluie élevée et une transmission contrôlée de la vapeur d’eau. Associées à une bonne ventilation, elles réduisent le risque de condensation interstitielle et maintiennent l’isolant sec, y compris dans des conditions climatiques difficiles.

Choisir et installer une membrane Rothoblaas signifie adopter une approche de conception durable, qui protège les performances de l’enveloppe au fil du temps et contribue à assurer la sécurité et l’efficacité énergétique du bâtiment.

Que prendre vraiment en compte pour obtenir des performances thermiques durables ?

La conductivité thermique déclarée n’est qu’un point de départ. Sans contrôle sur l’humidité, la pose et la protection, les performances réelles de l’isolant peuvent s’éloigner significativement des valeurs prévues.

C’est pourquoi un projet efficace de façade ventilée doit tenir compte non seulement de la valeur λ déclarée, mais aussi :

• de la sensibilité du matériau à l’humidité ;

• de la qualité de la membrane respirante et de son installation correcte ;

• de la continuité de l’isolation dans les points critiques (joints, menuiseries, fixations) ;

• de la réaction au feu, en particulier pour des bâtiments élevés ou dotés de façades ouvertes ;

• de la maintenabilité et de la prévisibilité des performances au fil du temps.

Concevoir de manière durable signifie anticiper le comportement des matériaux dans des conditions réelles et ne pas se fier uniquement aux valeurs idéales indiquées dans les fiches techniques.

Protégez les performances thermiques de votre bâtiment au fil du temps.
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