Quels sont les isolants les plus performants contre les vagues de chaleur ?

Avec des étés de plus en plus chauds et des épisodes caniculaires plus fréquents, la France est confrontée à une urgence climatique majeure qui impacte directement notre manière de concevoir et de rénover les bâtiments. Face à cette nouvelle réalité, le secteur du bâtiment ne peut plus se contenter de répondre uniquement au confort hivernal. Le confort d’été devient une priorité absolue, notamment pour garantir des conditions de vie supportables sans recourir systématiquement à la climatisation. Mais quels sont les isolants les plus performants contre les vagues de chaleur ?

LE CONFORT D’ÉTÉ

1.1 Comment définir le confort d’été ?

Le confort d’été ne se limite pas à une température idéale dans l’habitat. Il s’agit d’un équilibre complexe entre différents paramètres physiques, physiologiques et subjectifs. D’un point de vue scientifique, il repose sur le confort thermique (lois de la thermodynamique), le confort physiologique (capacité du corps à réguler sa température) et la sensation de bien-être, propre à chaque individu.

Selon le livre blanc de l’AICB, le confort d’été dépend notamment de la température ambiante, de la vitesse de l’air, de l’humidité, de l’orientation du bâtiment, de l’épaisseur des parois et surtout… des matériaux utilisés dans l’enveloppe du bâtiment.

1.2 Comment le mesure-t-on ?

Depuis la réglementation RE2020, le confort d’été est évalué par l’indicateur DH (Degrés-Heures d’inconfort). Celui-ci cumule chaque heure durant laquelle la température intérieure dépasse certains seuils (26 °C la nuit, 28 °C le jour). En-dessous de 350 °C.h, le confort est considéré comme assuré. Entre 350 et 1 250 °C.h, on entre dans une zone de risque. Au-delà, le bâtiment est non conforme et jugé inconfortable.

1.3 Quels sont les facteurs qui influent sur le confort en été ?

Plusieurs propriétés physiques des matériaux influencent leur efficacité en période chaude :

• L’inertie thermique : capacité d’un matériau à stocker la chaleur et à la restituer lentement.
• Le déphasage : temps mis par une onde thermique pour traverser une paroi, retardant ainsi la chaleur à l’intérieur.
• L’amortissement : capacité à atténuer l’intensité de la chaleur.
• L’effusivité : aptitude à absorber de la chaleur sans surchauffer.
• La diffusivité : vitesse à laquelle un matériau transmet la chaleur — plus elle est faible, mieux c’est.
• Les propriétés hygroscopiques : aptitude à réguler l’humidité et donc la sensation thermique.

LES MATÉRIAUX ISOLANTS

2.1 Les isolants conventionnels

Les isolants traditionnels comme la laine de verre, la laine de roche ou le polystyrène sont très utilisés pour leur coût modéré et leur bon comportement en hiver. Mais qu’en est-il l’été ?

• Laine de verre : conductivité thermique faible (λ ≈ 0,032–0,040 W/m.K), mais faible capacité thermique (≈ 1 030 J/kg.K) et masse volumique réduite (15–50 kg/m³). Elle chauffe donc rapidement et offre peu d’inertie thermique.
• Laine de roche : meilleure masse volumique (jusqu’à 150 kg/m³), mais sa capacité à déphaser la chaleur reste limitée.
• Polystyrène expansé (PSE) : très bon isolant en hiver (λ ≈ 0,038 W/m.K), mais mauvaise performance estivale avec une faible effusivité et un déphasage quasi inexistant.

D’après les études du CSTB et de l’ADEME, ces matériaux sont efficaces en hiver, mais montrent leurs limites en été. Ils présentent une diffusivité élevée (jusqu’à 10,5 x10^-7 m²/s), ce qui signifie que la chaleur les traverse rapidement, réduisant fortement le confort d’été.

En résumé, les isolants conventionnels assurent une bonne résistance thermique, mais n’apportent ni déphasage significatif ni régulation hygroscopique, deux éléments essentiels pour lutter contre la chaleur.

2.2 Les isolants biosourcés

Les matériaux biosourcés se distinguent par une masse volumique plus élevée, une bonne capacité thermique, et surtout par leurs propriétés hygrothermiques et de régulation de l’humidité. Voici les principaux :

• Fibre de bois : déphasage allant jusqu’à 14 h, amortissement de 95 %. Elle combine une conductivité faible avec une excellente capacité thermique (jusqu’à 2 100 J/kg.K) et une masse volumique de 50–270 kg/m³.
• Ouate de cellulose : déphasage de 11 h et amortissement de 96 % en combles perdus. En plus, sa faible diffusivité ralentit la transmission de chaleur.
• Chanvre (panneaux ou béton) : matériau performant, avec un fort pouvoir d’amortissement et une hygroscopie naturelle qui permet une régulation de l’humidité ambiante. Le béton de chanvre affiche un déphasage exceptionnel de 24 h, soit l’un des meilleurs du marché.
• Paille : très bonne inertie thermique, surtout en bottes. Déphasage important, très faible émission de COV, idéal pour des murs ou cloisons en ossature bois.
• Coton recyclé ou fibres mixtes (lin, jute) : déphasage de 7,6 à 11,8 h, amortissement de 82 à 88 %, très bonne alternative écologique.

La comparaison entre isolants biosourcés et conventionnels montre une nette supériorité en termes d’effusivité et de déphasage :

• Effusivité des biosourcés : 63 à 93 J.K⁻¹.m⁻².s⁻½
• Effusivité des pétrosourcés : 26 à 37 J.K⁻¹.m⁻².s⁻½

L’IMPACT RÉEL DES ISOLANTS SUR LES VAGUES DE CHALEUR

Il ne suffit pas de choisir un bon matériau : le bon usage au bon endroit est tout aussi important. Voici les éléments à considérer :

• La densité des parois : les murs sont déjà massifs en France, donc moins sensibles à l’apport de confort d’été par les isolants. En revanche, les combles perdus ou les rampants de toiture, très exposés au soleil, sont des zones critiques.
• L’inertie thermique des murs intérieurs, notamment en béton de chanvre, joue un rôle de tampon thermique et retarde la surchauffe.
• Le déphasage et l’amortissement sont particulièrement utiles en toiture. Une ouate de cellulose soufflée offre par exemple un déphasage double par rapport à une laine minérale en été.
• Les propriétés hygroscopiques de certains matériaux comme le chanvre ou la paille contribuent à maintenir une humidité relative confortable, entre 40 et 60 %, ce qui améliore la sensation thermique.

« Pendant la canicule, on ressent beaucoup plus de fraîcheur avec la ouate de cellulose. Alors qu’il fait 35 °C dehors, il ne fait que 24 °C à l’intérieur. On a l’impression d’avoir une climatisation ! » (M. et Mme B.)