Comment optimiser les qualités thermiques d’une maison en pisé?

Quelles sont les caractéristiques thermiques du pisé?

Comportement thermique des murs en terre crue ou pisé

Le pisé est caractérisé par:

• une forte inertie thermique: soit la capacité d'un matériau à stocker de la chaleur et à la transmettre ou la restituer durant un laps de temps plus ou moins élevé. S'exprime en W.h.m^₂.K | watt heure par mètre carré Kelvin
  ⇒ Le pisé garde relativement longtemps sa température initiale après un changement plus ou moins brutal des conditions thermiques.

• une diffusivité thermique très élevée: soit la capacité d'un matériau à transmettre plus ou moins rapidement une variation de température. Elle exprime la vitesse de déplacement de la chaleur dans le matériau. Plus cette vitesse de déplacement est importante, plus la profondeur de matière dans laquelle la chaleur agit est grande. S'exprime en m²/s | mètre carré seconde
  ⇒ Les calories se déplacent rapidement à travers la masse d'un mur en terre. Les variations de température supportées par les surfaces sont régulées à l'intérieur du mur. Par conséquent, la variation des températures à l'intérieur d'un bâtiment en pisé est lente. 

• Une faible effusivité thermique: soit la vitesse avec laquelle un matériau absorbe les calories. S'exprime en Wh0.5/m2.K | racine carré de watt heure par mètre carré Kelvin⁽¹⁾
  ⇒ Le pisé n'absorbe pas rapidement la chaleur. Celle-ci reste en surface du mur qui se réchauffe alors rapidement.

• une conductivité thermique relativement élevée: soit la capacité d'un matériau à conduire la chaleur. Plus cette valeur est faible, plus le matériau est isolant. S'exprime en W/m.K | watt par mètre Kelvin
  ⇒ Le lambda (Λ) d'un mur en pisé est compris entre 0,46 et 0,81 W/m.K. Par comparaison celui du béton armé est de 1,75 W/m.K., celui d'une fibre de bois de densité 55kg/m³ est de 0,038 W/m.K.

Il est important de connaître et de comprendre les caractéristiques thermiques d'un matériau afin d'élaborer une stratégie de rénovation qui prenne appui sur ces caractéristiques pour les renforcer. C'est un gage d'efficacité thermique et de robustesse dans le temps.
La mise en place d'une stratégie thermique inadaptée représente un risque de pathologie humide pour le matériau support et de dégradation rapide des performances de l'isolant.

Faut-il isoler un bâtiment en pisé?

Il n'y a pas de réponse unique, applicable universellement à une question qui concerne une multitude de scénarios ou de contextes. Il y a cependant une démarche que notre Atelier met en place à l'occasion d'un Diagnostic Faisabilité et lorsque l'on nous confie la réhabilitation d'une bâtisse en pisé.

Approche globale de la réhabilitation d'un bâtiment en pisé

Les questions énergétiques et thermiques sont imbriquées étroitement avec les questions d'usage ou d'architecture. La conception est transversale. Elle concilie harmonieusement les conditions d'habitation projetées avec la nature du bâtiment et ses contraintes vécues comme des opportunités:

• tel mur refend deviendra support de correction thermique ou stockage de calories afin de lisser les températures, des pièces à vivre,
• telle ouverture de grange sera conservée dans ses dimensions d'origine et vitrée pour sa luminosité, ses apports solaires l'hiver, le volume d'un séjour ou d'une salle à manger,
• tel mur sud sera valorisé pour accumuler le rayonnement solaire,
• un mur nord aveugle et humide sera assaini. Il deviendra un support thermique prioritaire avec peu d'ouvertures créées, destinées à des pièces de service, une salle de sport plus fraiche non chauffée,
• une avancée de toit importante sera conservée et valorisée pour un usage estival,
• la compacité des pièces permettra de jouer sur la faible effusivité d'une correction thermique en terre chanvre ou chaux chanvre avec, comme bénéfice, une faible dépense énergétique, des pièces chaudes et confortables…

⇒ La décision d'isoler ou de développer une stratégie thermique sur tel ou tel mur sera dictée en fonction d'un niveau de confort attendu pour chaque pièce. Les dispositions thermiques seront adaptées au pisé et n'entraineront pas une humidification pathogène de celui-ci.

Un bâtiment en pisé nécessite une analyse thermique optimisée en fonction de sa composition architecturale et des usages attendus. Le pisé ne permet pas de se passer d'une stratégie thermique mais l'isoler de manière conventionnelle et uniforme appauvrira l'ambiance thermique sans gain énergétique durable.

Que retenir de l'hygroscopie du pisé? Quel(s) avantage(s) thermique(s)?

L'eau dans un mur en pisé, pas forcément une pathologie!

Le pisé, c'est de l'argile et de l'eau. Enfin… juste ce qu'il faut d'eau contenue, à l'état moléculaire, entre les plaquettes d'argiles pour exercer une cohésion capillaire suffisante pour édifier un mur. Résoudre une pathologie humide, ce n'est jamais assécher un mur. Sans eau, un mur en pisé ou un mur en pierre s'écroulerait… Heureusement, la nature fait bien les choses. L'humidité d'un mur ancien et, particulièrement, un mur en terre crue s'équilibre naturellement avec l'humidité relative de l'air. On parle alors d'équilibre hydrique.
En revanche, un excès d'eau dégradera la cohésion du mur. Elle s'avèrera pathologique. Les pathologies humides, dont la cause devra faire l'objet d'un diagnostic, sont souvent le résultat d'interventions inadaptées sur le bâti initial. C'est souvent le cas d'une isolation qui ne respecte pas l'hygroscopie du pisé.

La régulation thermique du pisé décryptée

Il y a quelques semaines, nous abordions la réhabilitation d'une ancienne ferme en pisé située à Chaponost (69). Les conditions climatiques étaient froides. Le bâtiment très humide. Une pièce, plus particulièrement, dégageait une forte humidité du sol par pression osmotique. L'hygrométrie et la chaleur de cette pièce était étouffante. La chaleur ressentie illustrait, à l'extrême, la réaction exothermique qui résultait du changement de phase de l'eau vapeur en eau liquide à la surface des murs en pisé. Cette condensation dégageait une chaleur latente marquante. Inversement, lors d'une période caniculaire, il est fort probable que cette pièce soit la plus fraiche de ce bâtiment par pression de l'air extérieur chaud qui traverse le mur et évapore l'humidité contenue vers l'intérieur. Cette évaporation consommant de la chaleur, l'humidité se transforme en vapeur. Elle rafraîchi l'atmosphère.

⇒ Ces phénomènes étaient reproduis à l'extrême. Ils existent de manière plus discrète, plus saine et avantageuse au sein d'un bâtiment en pisé en bon équilibre hydrique.

Les bâtiments anciens, à fortiori les bâtiments en terre, offrent des qualités patrimoniales et de robustesse remarquables. En matière de confort et d'économie d'énergie, une habitation en pisé représente un must lorsque la stratégie thermique s'appuie les phénomènes physiques qui régissent le pisé.

Derrière l'esthétique, n'oublions pas la thermique

Dans notre atelier, nous aimons l'esthétique. Nous n'en parlons pas beaucoup. En effet, l'élégance d'une architecture, est visible. Elle plait ou non. Cela ne se discute pas. Nos réalisations tentent de ne pas dénaturer, de respecter autant une ferme en pisé qu'une belle demeure des Pierres Dorées. Nos réalisations ne sont pas figées dans une époque passée. Elles s'inscrivent parfaitement dans notre temps, dans le futur d'un habitat plus écologique et plus respectueux de l'humain et de la nature.

⇒ Ce qui se discerne moins, c'est notre valeur ajoutée: faire en sorte que, ce qui s'assemble avantageusement pour l'oeil, s'assemble aussi en physique, en thermique pour un résultat robuste, à l'image de ces vieilles maisons, inébranlables. C'est la vocation de notre maîtrise d'œuvre.