En matière d’isolation, le déphasage est une notion qu’on ne perçoit pas toujours correctement : C’est assez peu intuitif à vrai dire. Comprendre le phénomène pour mieux isoler son logement c’est comprendre quels sont les échanges thermiques qui s’opèrent au sein même des différents types d’isolants. En jeu : Le confort d’été !
Quand les températures grimpent en été, certaines maisons restent fraîches toute la journée tandis que d’autres deviennent des fournaises dès 14 heures. La différence ne tient pas uniquement à l’orientation ou à la ventilation : elle s’explique également par le déphasage thermique des matériaux qui composent l’enveloppe du bâtiment. Ce critère, souvent éclipsé par la fameuse résistance thermique R, est pourtant essentiel pour garantir un confort d’été durable, surtout dans un contexte de canicules de plus en plus fréquentes. Voici tout ce qu’il faut savoir pour comprendre ce phénomène et l’intégrer intelligemment dans un projet d’isolation.
Qu’est ce que le déphasage pour une isolation thermique ?
Info : On considère un logement comme inconfortable au-delà de 26°C la nuit et au-delà de 28°C entre 7h et 22h. C’est la fameuse notion de « confort d’été » au sens de la RE2020.
Le déphasage thermique désigne le temps que met la chaleur extérieure à traverser une paroi (mur, toiture, isolant) pour atteindre l’intérieur d’un logement. Concrètement, lorsque le soleil tape sur une toiture à midi, la chaleur ne pénètre pas instantanément dans la pièce située en dessous : elle met plusieurs heures à traverser les matériaux. Ce délai, exprimé en heures, est appelé déphasage.
Un bon déphasage permet ainsi de décaler le pic de chaleur extérieur vers la soirée ou la nuit, moment où les températures redescendent naturellement et où une simple aération suffit à évacuer la chaleur accumulée. À l’inverse, un déphasage faible laisse la chaleur entrer presque en temps réel, transformant l’habitat en étuve durant les heures les plus chaudes.
On distingue ce phénomène de l’amortissement thermique, qui mesure quant à lui la réduction de l’amplitude de la chaleur transmise (et non le délai). Les deux notions sont complémentaires mais ne répondent pas à la même question. Cependant, nous devons ajouter un bémol à cette affirmation car il faut discerner la donnée brute (celle indiquée par le fabricant d’isolant) et la pertinence effective du phénomène dans le réel : Autrement dit, tout miser sur le déphasage est-il pertinent ?
La réponse est non, et nous allons comprendre pourquoi.
Déphasage : Le confort d’été en question
Pourquoi le déphasage thermique est-il si important ?
Avec la multiplication des vagues de chaleur, le confort d’été devient un critère aussi déterminant que la performance hivernale d’un logement. Une maison bien isolée en hiver mais dotée d’un déphasage thermique faible peut très vite devenir inconfortable, voire dangereuse pour les populations fragiles, lors des épisodes caniculaires. Restons cependant réalistes, car il s’agit de replacer le type de logement dans le contexte de la réflexion : Un logement sous combles sera nécessairement peu confortable quelle que soit la solution apportée. Seule une protection (volets, BSO, etc.) et une surventilation nocturne permettra de retrouver un confort d’été acceptable.
Une réponse naturelle sans climatisation ? Non plus !
Un bon déphasage thermique permet de limiter, voire de se passer totalement de climatisation ? La réponse est évidemment négative. Il faut pointer son regard sur un ensemble plus global :
- Enveloppe générale du bâtiment et qualité de conception.
- Protections contre le soleil : Volets, Stores Bannes, casquettes ou brises soleils, etc.
- Implantation de la maison, et architecture, végétation.
- Possibilités de ventilation (naturelles ou mécanique) et plus particulièrement la surventilation nocturne.
- Seulement en dernier lieu, le déphasage de l’isolant.
Dans tous les cas, en décalant l’arrivée de la chaleur vers la nuit, il devient possible de rafraîchir naturellement le logement par ventilation nocturne, réduisant ainsi la consommation énergétique et l’empreinte carbone du bâtiment. Ce sont tout bonnement des réflexes naturels.
Dans les réglementations thermiques classiques, l’accent est souvent mis sur la résistance thermique R et le coefficient de transmission U, qui concernent surtout la performance hivernale. Le déphasage thermique, lui, reste peu réglementé alors qu’il conditionne directement le confort estival. Rappelez vous, le confort d’été est dorénavant un critère majeur de le calcul de la RE2020 (Règlementation Environnementale 2020).
Tableau comparatif du déphasage des différents isolants
| Isolant | Catégorie | Déphasage indicatif à 20 cm | Épaisseur estimée pour ≈ 12 h | Remarque |
|---|---|---|---|---|
| Laine de verre | Minérale | 4 à 6 h | Objectif difficilement atteignable (50 cm et +) | Très bon isolant hiver, faible confort d’été |
| Laine de roche | Minérale | 4 à 7 h | Objectif difficilement atteignable (40-50 cm) | Légèrement meilleure densité que la laine de verre |
| Polystyrène (PSE/XPS) | Synthétique | Très faible | Non adapté à cet objectif | Faible masse volumique, peu de stockage de chaleur |
| Ouate de cellulose | Biosourcée (recyclée) | 10 à 12 h | ≈ 20 à 25 cm | Excellent rapport performance / prix, idéale en combles |
| Fibre de bois (panneau rigide, haute densité) | Biosourcée | 10 à 14 h | ≈ 18 à 22 cm | Densité conseillée 100-150 kg/m³ |
| Laine de bois souple (basse densité) | Biosourcée | 8 à 10 h | ≈ 28 à 30 cm | Moins dense, nécessite plus d’épaisseur |
| Chanvre (laine / panneau) | Biosourcée | 8 à 12 h | ≈ 22 à 28 cm | Bonne régulation hygrométrique |
| Liège expansé | Biosourcée | ≈ 12 h | ≈ 18 à 20 cm | Imputrescible, très stable dans le temps, idéal en milieu humide |
Valeurs indicatives à titre comparatif — le déphasage réel dépend de la densité, de la composition exacte du produit et de sa mise en œuvre. Consultez la fiche technique ACERMI du fabricant pour des données précises avant tout projet.
Quels matériaux d’isolation offrent le meilleur déphasage thermique ?
Tous les isolants ne se valent pas en matière de déphasage. De manière générale, les isolants biosourcés, plus denses, surpassent les isolants minéraux classiques sur ce critère.
Tableau comparatif du déphasage des isolants
Les isolants à fort déphasage (matériaux denses et biosourcés) :
- La fibre de bois dense : déphasage pouvant atteindre 10 à 12 heures pour une épaisseur de 20 cm.
- La ouate de cellulose : très bon compromis densité/déphasage, autour de 8 à 10 heures.
- Le chanvre et le liège expansé : bons déphasages grâce à leur structure dense et leur capacité de stockage thermique.
- La paille : excellent déphasage naturel, traditionnellement utilisée dans les constructions bioclimatiques.
Les isolants à déphasage plus faible :
- La laine de verre : déphasage généralement compris entre 2 et 4 heures pour une épaisseur standard, en raison de sa faible densité.
- La laine de roche : un peu meilleure que la laine de verre, mais reste inférieure aux matériaux biosourcés.
- Le polystyrène expansé (PSE) et extrudé (XPS) : parmi les isolants les moins performants sur ce critère.
Ce constat ne signifie pas que les isolants minéraux sont à proscrire : ils restent efficaces en hiver et peuvent être associés à d’autres solutions (inertie des murs, protections solaires) pour compenser leur faiblesse en déphasage.
Comment se calcule le déphasage thermique ?
Le déphasage thermique dépend de plusieurs caractéristiques physiques du matériau isolant :
- L’épaisseur de la paroi : plus elle est épaisse, plus le déphasage est important.
- La densité du matériau : les matériaux lourds et denses freinent davantage la propagation de la chaleur.
- La chaleur spécifique (capacité du matériau à stocker de la chaleur).
- La diffusivité thermique, qui combine conductivité, densité et chaleur spécifique.
La formule théorique du déphasage fait intervenir la diffusivité thermique (α) du matériau, exprimée selon l’équation suivante :
α = λ / (ρ × Cp)
où λ est la conductivité thermique, ρ la masse volumique et Cp la chaleur spécifique. Plus la diffusivité est faible, plus le déphasage est élevé, à épaisseur égale. C’est pourquoi des matériaux denses et capables de stocker beaucoup de chaleur offrent généralement un meilleur déphasage que des isolants légers, même si leur conductivité thermique brute est comparable.
Page explicative sur Wikipédia
Déphasage thermique et résistance thermique : deux notions complémentaires
Il est fréquent de confondre déphasage thermique et résistance thermique (R), alors qu’ils répondent à deux problématiques différentes :
| Critère | Résistance thermique (R) | Déphasage thermique |
|---|---|---|
| Ce qu’il mesure | La capacité à freiner les pertes de chaleur | Le temps de traversée de la chaleur |
| Unité | m².K/W | Heures (h) |
| Enjeu principal | Performance hivernale | Confort d’été |
| Facteurs clés | Conductivité, épaisseur | Densité, épaisseur, chaleur spécifique |
Une isolation performante doit donc idéalement conjuguer une bonne résistance thermique et un déphasage thermique élevé, pour offrir un confort optimal toute l’année.
Quel est le déphasage idéal ?
Pour un confort d’été optimal, les spécialistes recommandent généralement un déphasage thermique compris entre 10 et 12 heures pour les parois exposées au soleil, en particulier les toitures. Cela permet de décaler l’arrivée de la chaleur du milieu de journée vers la nuit, moment où elle peut être évacuée par aération naturelle.
Pour les murs, un déphasage de 8 à 10 heures est souvent considéré comme satisfaisant, notamment dans les régions à climat chaud ou en cas de forte exposition solaire. En revanche, comme nous l’avons vu plus haut, le pertinence est toute relative sur le seul isolant (dont généralement les masses volumiques sont faibles). Certains procédés, comme les murs en béton de bois, apportent de la « masse » sur l’enveloppe du bâtiment et donc : de l’inertie.
C’est précisemment cette inertie qui permet d’obtenir un réel déphasage concret et efficace.
Pour rappel, la seul notion de déphaser via l’isolant n’apporte qu’un gain de 1° alors que ventiler la nuit permet de gagner 4 à 5°. Ce point sera plus pertinent pour des logements sous combles ou pour les isolants sous rampants et peut pertinent pour les autres cas de figure (présence d’un plénum bien isolé et charpente bien ventilée).
Comment optimiser le déphasage thermique pour l’isolation de son habitat ?
Plusieurs leviers permettent d’améliorer le déphasage thermique d’un logement, en complément du choix des matériaux :
- Augmenter l’épaisseur de l’isolant, dans la limite des contraintes techniques et budgétaires, pour allonger le temps de traversée de la chaleur.
- Privilégier des matériaux denses et biosourcés, particulièrement en toiture, zone la plus exposée au rayonnement solaire.
- Combiner isolation et inertie thermique, en valorisant des matériaux lourds à l’intérieur (terre cuite, pierre, béton) capables de stocker la fraîcheur nocturne.
- Soigner la ventilation nocturne, pour évacuer la chaleur accumulée pendant la journée une fois les températures extérieures redescendues.
- Installer des protections solaires extérieures (volets, casquettes, brise-soleil) pour limiter l’apport de chaleur avant même qu’il n’atteigne la paroi.
- Penser la toiture en priorité, car c’est la paroi la plus sollicitée thermiquement en été, notamment sous les combles.
Bien déphaser sans ventiler : Ça sert à rien !
Nous commençons à bien cerner la question, et nous comprenons qu’il s’agit d’effectuer plusieurs gestes pour obtenir un confort d’été idéal. Dans ce cadre, il convient d’établir un fait : Bien déphaser sans ventiler ne sert à rien. Et là, nous pointons du doigt les combles perdus (combles non aménagés). Dans ce cas, il faut correctement ventiler sa toiture afin de créer une aération (naturelle ou mécanique) permanente mais surtout d’évacuer la chaleur accumulée dans les combles. Plusieurs pistes :
- Chatières (le nombre et le positionnement se calcule aisément).
- Closoirs ventilés en faîtage.
- Ventilation mécanique.
- Occuli (évents, à l’ancienne).
Nous vous renvoyons à notre dossier dédié à la ventilation de toiture.
Décharger la chaleur des combles, naturellement pendant la nuit, va drastiquement atténuer la transmission de chaleur aux isolants qui sont généralement insufflés au dessus du faux plafond. Le gain est réel, la méthode est dans ce cas très pertinente. Autrement dit, la surventilation nocture est valable dans le logement, mais également dans les combles !
Déphasage thermique et réglementation
À ce jour, la réglementation environnementale française (RE2020) ne fixe pas d’obligation chiffrée sur le déphasage thermique, mais elle intègre un indicateur de confort d’été (le DH, ou degré-heure d’inconfort) qui pousse indirectement les constructeurs à mieux prendre en compte ce paramètre. Choisir des matériaux à fort déphasage devient ainsi un moyen efficace de respecter les exigences de confort d’été sans recourir systématiquement à la climatisation.
Le DH de la RE2020 remplace le TIC de la RT2012. Ce dernier signifiait : Température Intérieure Conventionnelle.
La polémique sur la pertinence réelle des isolants en déphasage
S’il est un sujet qui fait polémique c’est bien celui-ci.
Rappelons nous, nous évoquons en introduction que cette notion est très contre intuitive, du fait de son recollement à la notion de résistance thermique. Dans les faits, ces deux notions étant liées, certaines études affirment qu’un bon « R » rend la nécessité de déphasage peu pertinente sur un isolant : C’est vrai.
Ci-dessus : Notre vidéo explicative sur la chaine de la rédaction / Bati Blog.
Il faut bien séparer le calcul pur, scientifique, basé sur des modèles statiques ou dynamiques, et la réalité dans une construction ou une rénovation. L’étude de l’EMPA par exemple, démontre que le déphasage joue un rôle minime dans le confort d’été et que le gain apporté n’est pas pertinent. La surventilation et la protection par occultation étant toutes deux bien plus efficace que le simple déphasage que l’étude rend anecdotique. Il faut avouer que c’est plutôt réaliste, démontré, mais la polémique fait déjà son chemin.
Prétexte évoqué par les détracteurs : L’argument du déphasage est un argument commercial pour vendre des isolants biosourcés.
En revanche, il faut considérer les isolants biosourcés dans leurs autres aspects bénéfiques, autrement dit, il faut avoir une vision plus globale que les seules données chiffrées brutes. D’ailleurs, cette vision globale concerne également la résistance thermique pure des isolants.
Consulter le rapport EMPA sur l’isolation des logements sous combles. Format PDF.
FAQ : Questions fréquentes sur le déphasage thermique
Quelle est la différence entre déphasage et amortissement thermique ?
Le déphasage mesure le délai de transmission de la chaleur, tandis que l’amortissement mesure la réduction de son intensité au cours de cette transmission.
La laine de verre a-t-elle un mauvais déphasage thermique ?
Sa faible densité lui confère un déphasage plus faible que les isolants biosourcés, mais elle reste performante en résistance thermique hivernale.
Faut-il privilégier le déphasage en toiture ou en mur ?
La toiture est prioritaire, car elle reçoit le rayonnement solaire le plus direct et le plus intense au cours de la journée.
Le déphasage thermique remplace-t-il la climatisation ?
Il ne la remplace pas totalement mais permet souvent de réduire fortement, voire de supprimer, le besoin de climatisation dans les régions tempérées.
Conclusion
Le déphasage thermique est un critère trop souvent relégué au second plan derrière la résistance thermique R, alors qu’il joue un rôle déterminant dans le confort d’été et la capacité d’un logement à résister aux vagues de chaleur. En choisissant des matériaux denses et biosourcés comme la fibre de bois, la ouate de cellulose ou le chanvre, et en combinant isolation, inertie thermique et ventilation nocturne, il est possible de concevoir un habitat confortable toute l’année, été comme hiver, tout en réduisant durablement sa consommation énergétique.
