Les isolants sont des matériaux qui sont faiblement conducteurs de chaleur. A l’opposé, les métaux sont des bons conducteurs de chaleur : dès que l'on chauffe un côté d'une plaque métallique, l'autre côté s'échauffe rapidement. Pour isoler un bâtiment, les matériaux qui résistent le mieux au passage de la chaleur doivent être privilégiés. Ces matériaux sont en principe constitués principalement d'air qui est un très bon isolant.

Il est important de noter que l'isolation n'a rien à voir avec l'étanchéité (à l'air ou à l'eau) : une laine minérale par exemple, est un bon isolant mais n'offre aucune protection contre l'humidité. Un élément de construction est donc généralement constitué de plusieurs couches : couche porteuse, couche étanche à l'eau, couche isolante, etc.

Pour en savoir plus : matériaux isolants sur énergie-environnement.ch.

Voici une liste non exhaustive de matériaux isolants et des principaux fabricants/références :

• isolants dérivés du pétrole (polystyrènes). Voir Swisspor et Gonon
• isolants en laines minérales. Voir Isover et Flumroc
• isolants en fibres de bois. Voir Pavatex et Gutex
• isolants en verre cellulaire. Voir Foamglas et Misapor 
• isolants à base de fibres de papier. Voir Isofloc
• isolants biosourcés : chanvre, laine de mouton, etc. Voir matériaux biosourcés

Tous les matériaux isolants ne se valent pas. Lorsque que l’on se réfère à de l’isolation, il est délicat de parler uniquement en termes d’épaisseur d’isolation. Les professionnels, qui intègrent une importante notion de « qualité de l’isolation », parlent de la « valeur lambda » et de la « valeur U » d’un produit.

La qualité de l’isolation, ou sa capacité à limiter les pertes de chaleur, est exprimée par sa valeur lambda, indiquée par les fabricants des produits. Plus cette valeur est faible (petite) et plus le matériau est isolant. Par exemple un isolant bénéficiant d’une valeur lambda de 0.035 W/m·K est meilleur qu’un autre isolant dont la valeur lambda est de 0.045 W/m·K. Voici quelques exemples de valeurs lambda :

• Bois épicéa : 0.14 W/m·K
• Cellulose, isolation en fibres de bois : 0.045 W/m·K
• Isolant standard (EPS, XPS, laines minérales) : 0.035 W/m·K
• PUR alu : 0.025 W/m·K

La valeur isolante d’un élément de construction se mesure par sa valeur U. Celle-ci est l'inverse de la valeur de résistance thermique R du matériau ou du groupe de matériaux considérés (donc U = 1/R). Plus la résistance thermique est élevée (R est grand) et plus la valeur U est faible. La résistance thermique dépend de la valeur lambda et de l'épaisseur des matériaux composant une couche. 

Ça a l'air compliqué, mais c'est plus simple avec un exemple :

Le mur fictif ci-dessus est composé de briques en ciment et d'une couche d'isolation recouverte d'un panneau de carton plâtre. Pour trouver sa valeur U, on calcule la résistance thermique de chaque couche (R = épaisseur en mètres du matériau divisé par sa valeur lambda). Puis on calcule la somme des valeurs R pour trouver la résistance totale, pour déduire ensuite l'inverse du résultat obtenu (1/R) qui donne la valeur U recherchée. Ce calcul peut être réalisé à la main ou à l’aide d’outils informatiques simples (tableur Excel, etc.), mais dans la pratique les professionnels recourent à des logiciels spécialisé (comme Eco-sai).

L'Office fédéral de l'énergie met à disposition un catalogue des valeur U pour de nombreuses différentes configurations constructives, qui permet de trouver les valeurs U d’exécutions courantes.

Pour en savoir plus : Valeur U sur énergie-environnement.ch

D'un point de vue thermique, le meilleur isolant est celui qui bénéficie de la meilleure valeur lambda. Le graphique ci-dessous montre l'épaisseur d'isolation qu'il faut prévoir avec différents matériaux afin d’atteindre une valeur U de 0.2, en prenant en compte la qualité (valeur lambda) du matériau.

Pour atteindre une valeur U de 0.2 W/m²K correspondant à l’exigence légale actuelle, il faudrait 869 centimètres d'épaisseur de béton armé, 338 centimètres d'épaisseur de briques en ciment, 68 centimètres de bois, alors qu'il suffit de 12 à 24 centimètres d’isolation de qualités différentes (lambda de 0.025 à 0.045 W/mK) !

Dans la pratique, la valeur lambda ne constitue toutefois qu'un des critères de choix parmi d’autres. Le meilleur isolant est celui qui correspond le mieux aux contraintes posées par l’élément de construction. Certains isolants sont résistants au feu (incombustible, par exemple près d’un conduit de cheminée ou dans une gaine technique), ou résistants à l’humidité (dans une cave ou contre un mur enterré), ou résistants aux rongeurs (là où les rongeurs risquent d’accéder), ou résistants à la compression (sous les tuiles), rigides ou flexibles (p.ex. entre des chevrons), etc. 

La question du prix influence bien sûr la décision. Par exemple, un isolant sous vide est très performant mais aussi coûteux et relativement compliqué à mettre en œuvre, ce qui limite son usage à des cas spécifiques. 

Le choix d’isolants doit se faire en collaboration avec des professionnels (architecte, spécialiste de la physique du bâtiment, artisan, etc.) qu’il est recommandé de consulter dans tous les cas. 

Les exigences légales en vigueur dans les cantons demandent de respecter la norme SIA 380/1 (édition 2009). Celle-ci prévoit une valeur U de 0,2 W/m²K pour tous les éléments de l'enveloppe en contact avec l’air extérieur (façades, toit, etc.) d’une construction neuve, et une valeur U de 0.25 pour les mêmes éléments dans le contexte d’une rénovation.

Les exigences légales doivent être considérées comme des garde-fous. Ce ne sont pas forcément des exigences exemplaires. Elles sont actuellement insuffisantes pour relever le défi de protection du climat. Si le contexte le permet, il vaut la peine de viser au moins les exigences légales applicables pour un bâtiment neuf, voire d’envisager de s’approcher des valeurs cibles de la norme SIA dans le cadre d’un projet de rénovation.

Voir le lien suivant : Exigences énergétiques

Une isolation est considérée comme « bonne à excellente » si la valeur U est égale ou inférieure à 0.2 W/m²K (normes de construction actuelles). Une isolation peut être considérée comme excellente si la valeur U est inférieure à 0.15 W/m² K.

Pour mémoire voici les bases légales historiques en Valais pour les éléments de construction opaques (toits, murs, sols) :

• dès 2010 : valeur U inférieure à 0.2 W/m²K (mur brique avec 16 cm d'isolation, λ = 0.036)
• dès 2008 : valeur U inférieure à 0.25 W/m²K (mur brique avec 14 cm d'isolation, λ = 0.036)
• dès 2004 : valeur U inférieure à 0.3 W/m²K (mur brique avec 12 cm d'isolation, λ = 0.040)
• dès 1987 : valeur U inférieure à 0.4 W/m²K (mur brique avec 8 cm d'isolation, λ = 0.040)

Les valeurs observées dans la pratique, exprimées en épaisseurs d’isolation, sont assez proches des valeurs de ces bases légales :

• dès 2010 : 14 cm et plus ;
• période 2000 - 2010 : environ 10 à 12 cm ;
• période 1990 - 2000 : environ 8 à 10 cm ;
• période 1980 - 1990 : environ 6 à 8 cm ;
• avant 1980 : moins de 6 cm.

Les valeurs observées dans la pratique pour des objets au bénéfice d’exigences renforcées selon le standard Minergie sont les suivantes :

• dès 2009 : Minergie : 0.15 W/m2K (mur brique avec 18 cm d'isolation performante, λ = 0.031)
• dès 2009 : Minergie-P : 0.1 W/m2K (mur brique avec 30 cm d'isolation performante, λ = 0.031)
• avant 2009 : Minergie : 0.2 W/m2K (mur brique avec 16 cm d'isolation standard, λ = 0.036)

Divers : Voir aussi FAQ isolation sur énergie-environnement.ch.