Réhabilitation et rénovation

Quoi?

La conservation, le recyclage, le réemploi, la prolongation de la durée de vie font partie des éléments clés du développement durable et de l'économie circulaire. Ceci vaut aussi, dans un cadre écologique, social et économique approprié, pour les constructions. 

Pourquoi?

Par rapport à la construction neuve, conserver des bâtiments existants en améliorant leur efficacité énergétique permet de réduire la consommation de ressources, les émissions de gaz à effet de serre et, au final, les volumes de déchets de construction. Du point de vue de l'économie circulaire, la rénovation et la réhabilitation énergétiques et écologiques de bâtiments anciens constituent donc une alternative durable à la construction neuve. 

Comment?

Maintien de la valeur grâce à la rénovation des bâtiments anciens

Lorsqu'il s'agit de décider s'il faut conserver et rénover un bâtiment ou le démolir, c’est malheureusement encore trop souvent la démolition qui l’emporte. Or le coût des démolitions est élevé et vient s’ajouter aux coûts de construction. De plus, la plupart des matériaux de construction ne sont pas réemployés ou recyclés, mais finissent dans un incinérateur ou dans une décharge. 
Pourtant, chaque bâtiment existant recèle une valeur culturelle et économique, mais aussi une valeur en termes de développement durable. Il ne faut surtout pas sous-estimer ce dernier aspect. Conserver et rénover un bâtiment revient en moyenne à renouveler moins de 10 % de l’existant. Les ressources sont ainsi préservées et les déchets évités. Rénover une construction est également avantageux d'un point de vue économique, car cela permet d'économiser une grande partie des coûts du gros-œuvre par rapport à une construction neuve.
Un diagnostic ciblé permet de documenter précisément l'état du bâtiment et ses défauts. La liste ainsi établie permet ensuite de déterminer les coûts et le déroulement des travaux. Il convient toutefois de prévoir une certaine marge, tant pour les coûts que pour les délais, car les imprévus sont presque toujours inévitables lors de la rénovation des bâtiments anciens.

Analyse des polluants dans les bâtiments existants

Lors du diagnostic initial du bâtiment, il convient également d'être attentif à la présence éventuelle de substances nocives ou de facteurs pathogènes. Ceux-ci ne sont pas toujours identifiables au premier coup d'œil, surtout pour les non-initiés. Pour détecter de manière ciblée ce qui peut déclencher des problèmes de santé, il faut faire appel à des experts spécialisés. Ceux-ci prélèvent des échantillons d'air ambiant et de matériaux et effectuent des mesures. Une première visite permet parfois, à l'œil nu ou au nez, de déceler des indices de pollution ou des défauts de construction susceptibles de nuire à la santé, par  
exemple:

• une odeur « chimique »,
• une odeur de « moisi »,
• des pièces froides et pleines de courants d'air,
• une humidité de l'air élevée (plus de 70 %),
• des zones humides au sol/mur/plafond,
• la présence de moisissures au sol/mur/plafond,
• des surfaces recouvertes par des revêtements étanches.

Rénovation énergétique conforme à l’économie circulaire

Il s’agit bien sûr d’aller au-delà de la simple remise en état - rénovation - et d’adapter le bâtiment aux besoins à venir – on parle alors de réhabilitation. Une conception qui anticipe ces besoins futurs, associée à une construction de haute qualité, permet de maintenir le bâtiment pendant de longues années sans qu'aucune autre modification ne soit nécessaire.
Appliquer les objectifs du développement durable à la réhabilitation implique toujours une réduction des besoins énergétiques, par l’amélioration de l'isolation thermique d'une part, par l’utilisation de sources d'énergie renouvelables d'autre part. Si l'on veut par ailleurs protéger le climat et les ressources lors du choix des matériaux, il faut trouver des solutions pour passer des matières premières à base de pétrole aux matières premières renouvelables. Comparés aux autres matériaux d'isolation thermique, ceux dont la production est la plus respectueuse de l'environnement et la plus neutre pour le climat deviennent aujourd’hui essentiels. Leur fabrication est généralement moins gourmande en énergie et, posés en vrac ou fixés mécaniquement, ils peuvent être réemployés ou recyclés. Dans ce domaine, les isolants en fibres de bois et les isolants en ouate de cellulose sont désormais bien établis.
Dans le cadre d'une rénovation énergétique conforme à l’économie circulaire, on veillera :

• à construire en économisant les matières premières et à utiliser des matériaux de réemploi ou recyclés,
• à construire en étant économe en surfaces consommées,
• à utiliser des matières premières renouvelables,
• à utiliser des matériaux de construction les plus naturels possibles ou peu industrialisés,
• à ne pas utiliser de matériaux composites,
• à utiliser des matériaux aussi peu polluants que possible voire pas du tout polluants,
• à réduire les émissions de CO₂ et à assurer une indépendance maximale vis-à-vis des ressources fossiles grâce à la réduction du bilan énergétique et à l'utilisation d'énergies renouvelables (p. ex. pompes à chaleur, solaire thermique, photovoltaïque).

Protection thermique en hiver et protection contre la chaleur en été

L'isolation thermique protège du froid en hiver et de la chaleur en été.  Une enveloppe de bâtiment isolée thermiquement permet de réduire les pertes de chaleur en hiver et de diminuer les besoins en énergie pour le chauffage des locaux. En outre, une bonne isolation de l’enveloppe entraînant des températures de surface plus élevées côté intérieur, la température de l'air ambiant peut être abaissée sans que cela ne soit ressenti comme désagréable.
La protection thermique hivernale est décrite par la valeur U. Plus la valeur U est faible, plus la propriété d'isolation thermique de l'élément de construction considéré est bonne. 
La valeur U d'un élément de construction dépend essentiellement de la conductivité thermique λ (lambda) des matériaux de construction utilisés et de leur épaisseur d. Plus λ est faible, meilleur est l'effet isolant.  Ce qui est déterminant pour la protection thermique estivale est ce que l'on appelle le déphasage. Il définit le temps nécessaire à la chaleur pour traverser l'élément de construction de l'extérieur vers l'intérieur. On mesure la température la plus élevée à la surface extérieure de l'élément et le moment où le pic de température est atteint à l'intérieur. Plus le temps est long, meilleure est la protection thermique estivale. Un déphasage de 10 heures signifie que la quantité de chaleur qui parvient encore à l'intérieur à travers l'élément de construction arrive avec un décalage de 10 heures. Le déphasage est caractérisé par la capacité thermique massique et la capacité inertielle. Plus la masse volumique du matériau de construction est élevée, plus l’inertie est élevée et le déphasage important. Les matériaux isolants à base de matières premières renouvelables ont généralement une masse volumique plus élevée et donc une capacité d'accumulation de chaleur plus importante. Ils offrent ainsi une meilleure protection contre la chaleur estivale. A l’inverse, les mousses synthétiques comme le polystyrène ont un comportement défavorable.  Il convient donc de noter que la bonne isolation de l'enveloppe extérieure d’un bâtiment, nécessaire en hiver, peut, dans certaines circonstances, entraîner une surchauffe en été même pour un faible apport d'énergie de l'extérieur par le soleil. C'est pourquoi il est nécessaire de veiller à ce que les bâtiments bien isolés disposent également d'une protection thermique estivale suffisante.
Par exemple, dans le cas d'une toiture avec isolation sur chevrons réalisée en panneaux de fibres de bois avec une valeur U de 0,18 W/(m²K), 2 % de la chaleur parvient à l'intérieur après 15,9 heures. 
Si l’isolation est réalisée avec des fibres minérales, en supposant par exemple une masse volumique de 30 kg/m³, alors 10 % du pic de température extérieur parvient à l'intérieur après 6,9 heures (calculs avec l’outil « Dämmwerk »).  
Prenons un exemple pour illustrer cette situation. 
Supposons que la température maximale à la surface du toit soit atteinte à 14 heures et que la configuration de ce dernier assure un déphasage de 7 heures. Dans ce cas, la température de surface intérieure la plus élevée sur la plaque de plâtre est atteinte à 21h00 (14h00 + 7 heures). A 21h00, en été, l'ouverture des fenêtres ne permettra pas de se rafraîchir, car il fait encore trop chaud à l'extérieur. 
Si la toiture présentait un déphasage de 12 heures, la température la plus élevée sur la plaque de plâtre à l‘intérieur serait observée à 02h00 (14h00 + 12 heures), c’est-à-dire au milieu de la nuit, à un moment où l'ouverture des fenêtres permet de faire entrer de l'air plus frais qui refroidit la pièce1 . 

Exemples de solutions d'isolation - Isolation des toitures

La toiture est toujours isolée lorsque les combles sont utilisés à des fins d'habitation. En général, on isole  entre les chevrons, en suivant les pentes du toit. Souvent, toutefois, la faible hauteur des chevrons dans les bâtiments anciens ne suffit pas pour appliquer une épaisseur d'isolant de plus de 18 cm et répondre ainsi aux exigences légales en matière d'isolation. Dans ce cas, il est recommandé de combiner cette isolation entre chevrons avec une isolation sur ou sous les chevrons. Côté intérieur, il faut ensuite assurer l’étanchéité à l'air / poser un pare-vapeur afin d'empêcher l'air ambiant chaud et humide de pénétrer dans les couches d'isolant. Côté extérieur, un écran de sous-toiture respirant assure la protection contre le vent et la pluie.

Les panneaux isolants en fibres de bois sont particulièrement adaptés à l'isolation des toitures. Ils offrent non seulement une bonne protection thermique en hiver, mais aussi une excellente protection contre la chaleur en été. Selon les différents modèles, les panneaux peuvent être insérés  entre les chevrons ou fixés mécaniquement sur ou sous les chevrons. L'isolation par soufflage d’ouate de cellulose est tout aussi recommandée pour l'isolation des vides. Pour ces deux modes d'isolation, les isolants sont fixés mécaniquement et peuvent être démontés et triés. Rien n'empêche par conséquent leur  réemploi ou leur recyclage ultérieur. Dans tous les cas, la ventilation des tuiles doit toujours être garantie 1 .

L'isolation de la toiture dans le cas de combles aménagés ou l'isolation du plancher haut  dans le cas de combles perdus permettent d'économiser jusqu'à 21% des besoins en chaleur.2 .

Exemples de mesures d'isolation - Isolation des combles perdus

Dans la mesure où les combles ne sont pas aménagés, leur plancher constitue la limite de l'enveloppe thermique du bâtiment. En hiver, les températures dans les combles perdus s'alignent en effet sur celles de l'air extérieur. C'est une raison suffisante pour adapter l'isolation thermique aux exigences accrues en la matière. La méthode la plus économique et la plus simple consiste à isoler le plancher des combles plutôt que d’isoler par-dessous le plafond du dernier étage. Dans la mesure où les combles n’ont pas besoin d’être accessibles, on peut y dérouler des matelas isolants, de préférence en deux couches croisées. Sinon, on réalise une ossature en bois équarri, adaptée aux dimensions de l'isolant et aux panneaux sur lesquels on pourra marcher. Les espaces vides peuvent ensuite être garnis d’isolant, par exemple par soufflage d’ouate de cellulose. Une autre possibilité consiste à installer des panneaux isolants, choisis résistants à la compression, et à les recouvrir de panneaux de bois permettant de circuler. Si l’isolant n’a pas nécessairement besoin d’être résistant à la compression, des panneaux isolants en fibres de bois, faisant office à la fois de revêtement de sol et d’isolant, suffisent. Dans tous les cas, les panneaux isolants doivent toujours être posés jointifs et doivent être protégés contre tout glissement afin d’éviter l’ouverture des joints. C’est pourquoi une pose croisée en deux couches est particulièrement recommandée. Autour des conduits de cheminées de foyers ouverts, ’l’isolation doit être réalisée avec des matériaux non inflammables, comme la laine de roche. Pour toutes les variantes d’isolation mentionnées ci-dessus, les matériaux peuvent être démontés et séparés par types. Ils sont donc disponibles pour un réemploi ou un recyclage. L'isolation du plafond du dernier étage ou l'isolation entre chevrons sont en revanche beaucoup plus complexes. En effet, du point de vue de la physique du bâtiment, ce type d’isolation est assimilable à une isolation intérieure et nécessite donc un pare-vapeur parfaitement continu du côté chaud. Dans le cas où l'isolant est collé sous le plafond, il ne peut plus être réemployé ni recyclé.

Quelle que soit la solution retenue pour l'isolation, il faut toujours veiller à assurer l’étanchéité à l'air sous l'isolant. Ceci peut être obtenu au moyen d'un pare-vapeur collé de manière étanche au niveau des joints et des raccords, mais aussi si l’isolant repose sur une dalle en béton ou une chape . Cette couche étanche à l'air est destinée à empêcher l'air ambiant chaud et humide de s'échapper dans les combles par les interstices et de se condenser aux endroits froids. Cela entraînerait non seulement des pertes de chaleur, mais pourrait également provoquer des dégâts dus à l'humidité..

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Exemples de solutions d'isolation - façades ventilées

Contrairement aux systèmes d'isolation thermique par l’extérieur de type enduit sur isolant, l'isolation des façades ventilées n'est pas collée sur le mur extérieur, mais fixée mécaniquement. Une ossature en bois ou en profilés métalliques est d'abord fixée au mur, puis le matériau isolant, par exemple des matelas isolants en laine de bois (panneaux semi-rigides ou souples), est inséré entre les éléments de l’ossature. On recouvre l’ensemble d’un écran de sous-toiture pour protéger l'isolant du vent, de la pluie battante et de l’infiltration de neige poudreuse. Puis on installe un ensemble de tasseaux / rails, sur lequel on visse le bardage, ce qui laisse une lame d’air d'au moins 3-4 cm entre celui-ci et l’isolant.
Le bardage peut être constitué de lames de bois (clins), de dalles de pierre naturelle etc., mais il peut aussi être composé de panneaux de fibres de bois, qui serviront de supports d'enduit et qui seront ensuite crépis comme une maçonnerie traditionnelle. L'isolation derrière les panneaux peut alors aussi être réalisée par insufflation d’ouate de cellulose  au lieu des matelas ou panneaux souples isolants.
Grâce à la séparation constructive des éléments assurant l'isolation thermique de ceux assurant la protection contre les intempéries, les façades ventilées sont considérées comme des constructions très fiables et durables en termes de physique du bâtiment. Elles présentent en outre l’avantage de permettre une séparation aisée des différentes couches fonctionnelles pour leur réemploi ou leur recyclage.
L'isolation des murs extérieurs et l'amélioration thermique des fenêtres permettent d'économiser jusqu'à 42 % des besoins en chaleur2 .

Exemples de solutions d'isolation - Isolation des plafonds de caves

L'isolation du plafond des caves par le dessous s'impose lorsque la hauteur libre sous plafond est suffisante. L'épaisseur de l'isolation varie selon que les portes et les fenêtres peuvent encore être ouvertes et que les canalisations existantes doivent être isolées. La mise en place d'une ossature en bois permet l’insertion de panneaux de chanvre ou de lin, ou encore des panneaux souples en laine de bois.
Si des canalisations, par exemple de chauffage, d'eau ou d'électricité, doivent être intégrées dans le plan de l'isolation, il est recommandé d’opter pour le  soufflage  d’ouate cellulose pour éviter toute discontinuité dans l'isolation. L’application d’un enduit ou d’un revêtement n'est pas nécessaire tant que les exigences en matière d’état de surface ne sont pas élevées. Ici aussi, tous les matériaux de construction sont recyclables par type et peuvent être maintenus dans le circuit.
L'isolation thermique du plafond des caves par le dessous permet de réaliser 11 % d'économies supplémentaires2 .

 

• 1 ↑ a b https://baustoffe.fnr.de/daemmstoffe/bauphysik/waermeschutz
• 2 ↑ a b c https://www.energieheld.de/daemmung