Pour le comparatif des maisons à ossature bois, nous allons évaluer trois solutions présentées dans la revue "les essentiels du bois" n° 3, février 2007 et une solution visant un objectif basse consommation Effinergie.
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Solution 1 : Ossature bois isolation uniquement entre montants • Plaque de plâtre BA13 mm • Profil métallique 15 mm • Pare-vapeur • Laine minérale 120 mm • Montant d’ossature 45/120, entraxe 400 mm • Panneau contreventant OSB 9 mm • Pare-pluie • Contre-lattage 22/45 • Bardage bois 22 mm Utilisation d’un plancher léger et de refends légers (bois ou plaques de plâtre) |
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Solution 2 : Ossature bois avec complément d’isolation par l’extérieur • Plaque de plâtre BA13 mm • Profil métallique 15 mm • Pare-vapeur • Laine minérale 120 mm • Montant d’ossature 45/120 • Panneau contreventant OSB 9 mm • Isolant rigide hydrofuge 24 mm • Contre-lattage 22/45 • Bardage bois 22 mm |
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Solution 3 : Ossature bois avec complément d’isolation par l’intérieur à l’aide de panneaux haute densité • Plaque de plâtre BA13 mm • Lattage horizontal 60/60 mm • Panneau isolant de fibres de bois 60 mm • Frein vapeur • Montant d’ossature 45/175 • Panneau de fibres de bois isolant 180 mm • Panneau contreventant OSB 10 mm • Pare-pluie • Contre-lattage 40/40 • Bardage bois 22 mm |
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Solution 4 : Ossature bois haute isolation avec objectif label BBC/Effinergie et murs respirants (parois à perméances dégressives) • Plaque de plâtre Fermacell |
A épaisseur de mur égale, les maisons en ossatures bois présentent des performances d’isolation supérieures aux maisons maçonnées, mais les solutions bois d’entrée de gamme (solutions 1 et 2), pourtant les plus répandues, sont maintenant dépassées par les bonnes pratiques en construction traditionnelle (voir notre match comparatif : parpaing de bloc béton, monomur, béton cellulaire).
Pour autant, les solutions 3 et 4 démontrent que les maisons à ossature permettent beaucoup d’atteindre des hautes isolations (coefficient Up < 0,2), sans pour autant avoir des murs très épais.
| Solution 1 (isolation 12cm entre montants) |
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| Solution 2 (isolation 12cm + complément extérieur) |
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| Solution 3 (Isolation 18 cm + complément haute densité côté intérieur) |
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| Solution 4 (Ouate de cellulose 30cm + complément extérieur) |
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Pour déterminer de manière sûre l’apport d’inertie apportée par des parois multi-couche, nous appliquons les calculs selon la norme ISO 13786 en régime périodique (période de 24h).
Pour atteindre une inertie satisfaisante en ossature bois, il faut impérativement mettre des isolants denses, couplés à des panneaux denses placés du côté intérieur.
La solution 4, basée sur 2 panneaux côté intérieur (le panneau contre-ventant et la plaque de plâtre sur vide technique) permet d’atteindre des valeurs satisfaisantes, certes inférieures à ce que l’on peut obtenir en Monomur ou béton cellulaire, mais largement supérieures à une maison maçonnée avec doublage intérieur en plaque de plâtre .
| Solution 1 (isolation 12cm entre montants) |
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| Solution 2 (isolation 12cm + complément extérieur) |
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| Solution 3 (Isolation 18 cm + complément haute densité côté intérieur) |
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| Solution 4 (Ouate de cellulose 30cm + complément extérieur) |
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De même, nous utilisons la norme ISO 13786 en régime périodique (période de 24h) pour déterminer de manière sûre l’aptitude des solutions à retarder et surtout amortir les fortes variations de températures extérieures, gage de confort en été.
L’ossature bois ne contenant par définition pas de matériau très lourd, la comparaison montre que le déphasage est fortement pénalisé si l’épaisseur de l’isolant n’est pas fortement dimensionnée.
En particulier, les maisons à ossature bois conventionnelles avec un isolant de moins de 15cm d’épaisseur ne pourront pas vous protéger efficacement de la chaleur estivale.
Ceci explique pourquoi aux Etats-Unis, qui compte une forte tradition de maisons à ossature bois, est le pays où la climatisation s’est généralisée très tôt.
Par contre, les ossatures bois avec une bonne épaisseur d’isolants denses (comme les solutions 3 et 4 comparées ici) permettent également d’atteindre des valeurs satisfaisantes, également inférieures à ce que l’on peut obtenir en Monomur ou béton cellulaire, mais largement supérieures à une maison maçonnée avec doublage intérieur en plaque de plâtre .
| Solution 1 (isolation 12cm entre montants) |
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| Solution 2 (isolation 12cm + complément extérieur) |
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| Solution 3 (Isolation 18 cm + complément haute densité côté intérieur) |
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| Solution 4 (Ouate de cellulose 30cm + complément extérieur) |
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Les quatre solutions comparées présententent des énergies grises assez faibles (entre 60 et 90 kWh/m² pour 3 des 4 solutions, montants et parement extérieur non compris).
L’utilisation d’isolants peu énergivores à la fabrication (fibre de bois ou ouate de cellulose) permet, à énergie grise égale, d’augmenter l’épaisseur d’isolant par rapport à des solutions basées sur des laines minérales ou des polystyrènes.
Le DTU Français pour l’ossature bois (DTU 31.2) ne prend pas en compte les exigences des murs perméables à la migration de vapeur (vapeur d’eau et d’autres gaz comme le CO2, les COV, etc).
Il stipule que le matériau utilisé en pare-vapeur doit avoir une perméance ≤ 0,005 g/m2.h.mmHg soit une valeur Sd ≥ 18 m.
La norme allemande DIN 4108 donne les exigences suivantes contre le risque de condensation dans les isolants :
De la sorte, les solutions 1 et 2, basées sur une approche conventionnelle à pare-vapeur respectent parfaitement le DTU, mais leurs murs ne sont pas perméants.
La solution 3 respecte la norme allemande mais pas le DTU français.
La solution 4 est de loin la plus respirante. Pour respecter les conventions allemandes, il conviendra de mettre un frein-vapeur en complément du panneau contre-ventant, au minimum sur les parois extérieures des pièces humides (cuisine, cellier, salle de bain).
| Solution 1 (isolation 12cm entre montants) |
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| Solution 2 (isolation 12cm + complément extérieur) |
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| Solution 3 (Isolation 18 cm + complément haute densité côté intérieur) |
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| Solution 4 (Ouate de cellulose 30cm + complément extérieur) |
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Les maisons à ossature bois ont la réputation d’être mieux isolées que leurs homologues en maçonnerie.
Effectivement, seul un isolant épais (> 25 cm) et donc forcément placé entre ossatures, permettra aux constructions d’atteindre les objectifs de basse consommation pronés par Effinergie et mis en exerge par les conclusions du Grenelle de l’environnement.
Les industriels comme Géoxia (propriétaire de la marque Maisons Phénix) ne s’y sont pas trompés et leur Bonne Maison est également basée sur des murs en ossature (mais métallique) avec isolants épais.
Par contre, ce comparatif montre bien qu’avec des isolants de moins de 15 cm d’épaisseur, une ossature bois aura des performances thermiques d’hiver moins bonnes que celles d’une maison conventionnelle à rupteurs de ponts thermiques et des performances thermiques quasi catastrophiques en été, notamment à cause de leur très faible déphasage .
Le surcoût des maisons à ossature bois est pour une bonne part dû au bardage extérieur ou à l’enduit plus difficile à appliquer. Si vous optez pour l’ossature bois, ne vous privez donc pas de prendre un isolant dense sur une bonne épaisseur entre montants et d’un complément d’iolation posé sur les montants.
La solution 4 de ce comparatif présente ainsi des performances d’isolation exeptionnelles et saura garder une excellente fraîcheur l’été grâce à un déphasage important et à une bonne inertie.
Contreventement et frein vapeur : parmi les solutions le panneau de fibre de bois Pavaplan (de Pavatex) assure à la fois le rôle de contreventement, de frein vapeur et de barrière à la perméabilité à l’air en utilisant un ruban adhésif approprié. Il permet de remplacer de manière plus économique l’utilisation d’un OSB (classe E0) couplé à un film freine vapeur, c’est donc cette dernière solution qui sera présentée ici.
Une alternative à cette solution serait l’utilisation d’une plaque de plâtre Fermacell qui dispose maintenant d’un avis technique (AT 2/06-1200) pour le contreventement intérieur ou extérieur, mais dans ce cas, l’ajout d’un film frein-vapeur sera nécessaire.
Pour préserver l’imperméabilité à l’air, la finition intérieure sera placée sur un vide technique, pour permettre de passer les gaines électriques et de ne pas devoir percer le frein vapeur en installant les boîtes à encastrer des appareillages électriques.
Les montants des murs sont réalisés avec des profils minces en I (dits "joists") pour minimiser les pertes par pont thermiques et maximiser la stabilité dimensionnelle : par exemple le système Steico Wall.
Pour préserver un bon rapport performance/prix, l’isolant choisi est l’ouate de cellulose insufflée.
Pour le pare-pluie, plusieurs fabricants proposent des produits assurant à la fois un rôle de pare-pluie et de complément d’isolation à des performances et des prix sensiblement équivalents (Pavatex Isoroof Natur, Steico Universal, GUTEX Multiplex-top, Homatherm UD, Agepan DWD ...).
Pour le décor extérieur, un bardage bois ou fibro-ciment peut être utilisé, ou encore un enduit traditionnel sur treillis métallique Nergalto SE (spécial extérieur).
Il est également possible d’utiliser des isolants pouvant être directement recouverts d’enduit (Gutex Thermowall, Pavatex Diffutherm, Steico Protect), mais ces solutions, peu courantes en France seront souvent proposées à des prix plus élevés.
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Nous retenons ici l’usage d’un pare-pluie, le décor extérieur étant placé devant une lame d’air ventilée ne sera pas retenu dans les calculs thermiques. Pour les valeurs de ponts thermiques, l’hypothèse d’un mur manteau autour d’une structure maçonnée interne (dalles, murs de refend, escalier en béton) est retenue, comme illustré ci-contre.
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Pour les calculs présentés ici, les valeurs de ponts thermiques sont issues d’un document édité par le FCBA (CTBA) "Etude de la thermique des constructions en bois et élaboration d’une solution technique intégrée à la réglementation thermique pour la maison individuelle en bois". Une valeur typique pour chaque cas de figure a été retenue pour les calculs.
Ce document sera sous peu être disponible soit sur le site de la RT 2005 , soit sur le site du FCBA .
Pour les 4 solutions le plancher bas est un plancher lourd sur terre plein avec une isolation en sous face.
Pour les solutions 1, 2 et 3, les refends et planchers intermédiaires (de l’étage) sont légers (bois et/ou plaque de plâtre).
| valeur Pont Thermique Ψ (W/mK) | Solution 1 |
Solution 2 |
Solution 3 |
Solution 4 |
| angles des murs avec plancher bas sur terre plein | 0.22 | 0.25 | 0.14 | 0.25 |
| angle des murs avec plancher intermédiaire (étage) | 0.18 | 0.12 | 0.143 | 0.08 |
| angle sortant entre deux murs (cas usuel) | 0.16 | 0.11 | 0.07 | 0.11 |
| angle entrant entre deux murs | 0.15 | 0.06 | 0.11 | 0.06 |
| angle entre les murs (extérieur) et les murs de refend | 0.16 | 0.09 | 0.11 | 0.03 |
| angle entre les murs et les appuis de fenêtre (partie inférieure) | 0.1 | 0.1 | 0.17 | 0.1 |
| angle entre les murs et les linteaux de fenêtre (partie supérieure) | 0 | 0 | 0 | 0 |
| angle entre les murs et les tableaux de fenêtre (côtés) | 0 | 0 | 0 | 0 |
| valeur de delta U pour les ponts thermiques intégrés (W/m².K) | 0.07 | 0.04 | 0.04 | 0.04 |
| matériau | épaisseur (cm) |
densité (kg/m3) |
chaleur spécifique (kJ/kg.K) |
conductivité thermique λ (W/m.K) |
Résistance thermique R(m²K/w) |
Energie grise au m² (kWh/m²) |
Résistance diffusion vapeur d’eau Sd (m) |
| Pare-pluie (Sd=0,1) | 0.10 | 130 | 2300 | 2.300 | 0 | 0 | 0.1 |
| Panneau d’aggloméré type OSB | 0.9 | 470 | 2500 | 0.120 | 0.08 | 21.2 | 1.8 |
| Laine de roche 70kg/m3 | 12 | 70 | 1030 | 0.042 | 2.86 | 51.8 | 0.1 |
| Pare-Vapeur (Sd=1500m) | 0.10 | 130 | 2300 | 2.300 | 0 | 0 | ∞ |
| Lame d’air 15 mm | 1.5 | 1 | 1000 | 0.071 | 0.21 | 0 | 0 |
| Plaque plâtre BA13 | 1.30 | 825 | 1008 | 0.250 | 0.05 | 18.9 | 0.1 |
| TOTAL | 15.9 | 3.37 | 91.9 | ∞ |
| matériau | épaisseur (cm) |
densité (kg/m3) |
chaleur spécifique (kJ/kg.K) |
conductivité thermique λ (W/m.K) |
Résistance thermique R(m²K/w) |
Energie grise au m² (kWh/m²) |
Résistance diffusion vapeur d’eau Sd (m) |
| Pare-pluie fibres de bois 200 kg / m3 | 2.4 | 270 | 2100 | 0.049 | 0.49 | 7.5 | 0.1 |
| Panneau d’aggloméré type OSB | 0.9 | 470 | 2500 | 0.120 | 0.08 | 21.2 | 1.8 |
| Laine de roche 110kg/m3 | 12 | 113 | 1030 | 0.044 | 2.73 | 83.7 | 0.1 |
| Pare-Vapeur (Sd=1500m) | 0.10 | 130 | 2300 | 2.300 | 0 | 0 | ∞ |
| Lame d’air 15 mm | 1.5 | 1 | 1000 | 0.130 | 0.12 | 0 | 0 |
| Plaque plâtre BA13 | 1.30 | 825 | 1008 | 0.250 | 0.05 | 18.9 | 0.1 |
| TOTAL | 18.2 | 3.63 | 131.2 | ∞ |
| matériau | épaisseur (cm) |
densité (kg/m3) |
chaleur spécifique (kJ/kg.K) |
conductivité thermique λ (W/m.K) |
Résistance thermique R(m²K/w) |
Energie grise au m² (kWh/m²) |
Résistance diffusion vapeur d’eau Sd (m) |
| Pare-pluie (Sd=0,1) | 0.10 | 130 | 2300 | 2.300 | 0 | 0 | 0.1 |
| Panneau d’aggloméré type OSB | 1 | 470 | 2500 | 0.120 | 0.08 | 23.6 | 2 |
| Panneaux laine de bois flexibles 50 kg / m3 | 17.5 | 50 | 2100 | 0.039 | 4.49 | 10.1 | 0.9 |
| Freine vapeur (Sd=10m) | 0.10 | 130 | 2300 | 2.300 | 0 | 0 | 10 |
| Panneaux laine de bois 150 kg / m3 | 6 | 140 | 2100 | 0.042 | 1.43 | 9.7 | 0.3 |
| Plaque plâtre BA13 | 1.30 | 825 | 1008 | 0.250 | 0.05 | 18.9 | 0.1 |
| TOTAL | 26 | 6.22 | 62.2 | 13.4 |
| matériau | épaisseur (cm) |
densité (kg/m3) |
chaleur spécifique (kJ/kg.K) |
conductivité thermique λ (W/m.K) |
Résistance thermique R(m²K/w) |
Energie grise au m² (kWh/m²) |
Résistance diffusion vapeur d’eau Sd (m) |
| Isoroof Natur | 1.8 | 240 | 2100 | 0.047 | 0.38 | 5 | 0.1 |
| Ouate de cellulose injectée | 30 | 45 | 1900 | 0.042 | 7.14 | 29.3 | 0.3 |
| Panneau Pavaplan 3F | 0.8 | 800 | 2100 | 0.1 | 0.08 | 32 | 0.5 |
| Lame d’air 40 mm | 4.00 | 1 | 1000 | 0.230 | 0.17 | 0 | 0 |
| Fermacell | 1.00 | 1125 | 1265 | 0.360 | 0.03 | 16.7 | 0.1 |
| TOTAL | 37.6 | 7.98 | 82.9 | 1 |
22/02/2009 Rico Toulouse.
J’ai du mal à comprendre certaine choses étant autoconstructeur et autodidacte, mais n’ayant pas fait MatSup, mes seuls critère de choix (qui seront certainement ceux de beaucoup)sont un rapport dans l’ordre décroissant d’importance : Prix/écologie/performance technique(ou thermique)/qualité des matériaux.
J’ai la certitude que vous n’êtes jamais rentré dans un magasin de bricolage ou de négoce de matériaux, car soit les produits dont vous parlez n’y figure pas, soit leur prix sont exorbitants, soit encore si le cas se présente c’est le cout du transport en sus qui vous assome. J’ai autoconstruit une MOB seul, de 200m2 sol + 170 à l’étage, des plans au dernier coup de pinceau, J’ai constaté que la part de l’ossature isolé que vous proposez, fini intérieur extérieur est 4 fois plus élevé en prix entre la solution 1 et 4. Est-ce la la solution adapté à des budgets moyen ?(2500€/mois) pour une maison qui ne représente que la moitié du pret puisque l’autre est en général destiné au terrain.
Alors faites plaisir aux gens normaux, avec un budget normal, et proposez leur des solutions adaptés à leur problème d’abord, les votres, c’est aux industriels et aux revendeur d’y remedier. A moins que votre site soit destiné à une élite sociale.
Très cordialement Rico 31
Excellent article ! Manque à mon sens la solution 5 : Mur à ossature bois de 120mm d’épaisseur, comprenant 120mm de laine de verre, complétés en extérieur par un polystyrène de 60mm d’épaisseur collé sur le voile de contreventement (soit 180mm d’isolant thermique au total), puis un enduit de finition bicouche de 18mm à la chaux (sur grillage déployé contre l’isolant). Coté intérieur, un pare-vapeur étanche fixé sur les montants OB, un BA 13mm sur rail.
Faites alors tourner votre calculette : les résultats vous apparaîtront surprenants surtout en terme de déphasage, point faible connu du système à ossature bois, mais qui en l’occurence devient ici un point fort, en tous les cas qui n’a pas à "rougir" face à ces concurrents ... Coté énergie grise, cette solution ne joue pas dans la même catégorie que celle du bloc béton de la brique et du béton cellulaire tellement les écarts sont immenses et laissent sur place ces matériaux dits lourds.
Côté esthétique, le rendu extérieur est identique aux solutions parpaing, brique et béton cellulaire. En terme de prix, si la paroi Ossature Bois ci-dessus est fabriquée industriellement, elle est la moins chère du marché (la fabrication industrielle de la paroi en parpaing, briques et béton cellulaire est totalement impossible).
Enfin l’élement hors sujet par rapport à l’approche théorique (via la calculette) qu’il faudrait tout de même bien prendre en compte un jour prochain, est le facteur relatif au process de construction : Comment assurer la performance thermique d’une construction et la qualité de son étanchéité à l’eau et à l’air quand on sait qu’en utilisant un mode constructif en parpaing, brique ou monomur, il faudra assembler artisalement tous ces composants (industriels) sur le chantier par des entreprises différentes ... (poser un à un les parpaings, poser ensuite les isolants, idem pour les fenêtres, ...) : dans ce cas comment peut-on être parfaitement sûr et certain que les hypothèses prises dans votre calculette sont bien appliquées sur le terrain (qui peut prétendre qu’une fenêtre posée dans son tableau présente un résultat correct en terme d’étanchéité à l’air et à l’eau ??).
En matière d’ossature bois, ce process d’assemblage est réalisé, au niveau de l’ensemble de la paroi, en usine, selon des modes opératoires stricts et des procédures de contrôle nombreuses (l’étanchéité de la fenêtre peut être vérifier scientifiquement telles que le sont les fenêtres du TGV ...). De plus les points critiques sur le chantier en terme de risque de défauts d’étanchéité se limitent qu’aux liaisons horizontales et verticales et les défauts de mise en oeuvre d’isolant ou de joint sont inexistants puisque réalisés en usine ...
La phase chantier sera donc déterminante pour assurer la performance thermique globale de la construction ... et là, la calculette est obsolète !! ... car ces performances se jugeront après la mise en oeuvre de tous ces composants. Le bât blesse ici, pour le parpaing, la brique et le béton cellulaire ! Imposer coercitivement le niveau de performance de la construction une fois celle-ci réalisée ... c’est bien ce qu’il faudra faire pour ne point rester théoricien ... et être parfaitement sûr des performances finales. Mais c’est tout un pan de l’économie française qui s’écroulera car chacun sait qu’une maison réalisée en parpaings, briques ou béton cellulaire est bien loin de confirmer, en pratique, les performances thermiques et d’étanchéité à l’air et à l’eau sur le papier ... aussi performante soit la calculette (en l’occurence la vôtre) !!
Meilleures salutations d’un industriel de l’ossature bois qui n’est pas intégriste de ce matériau, mais qui souhaite rester pragmatique au regard à la fois des nouvelles contraintes réglementaires actuelles et surtout à venir et également faces aux évolutions sociologiques des entreprises du bâtiment (nécessité (vaines ?) de former et de qualifier le personnel, raréfaction de la main-d’oeuvre de chantier, ...).
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