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20 Sep 2019

Le guide sur les typologies et l’utilisations des matériaux isolants

Lors d’un choix de matériau d’isolation, il est intéressant, dans une démarche d’écoconstruction, de ne pas limiter ses critères de choix aux seules performances thermiques du matériau. On doit utiliser de préférence des matériaux renouvelables ou abondants dans la nature, recyclables et recyclés, en prenant en compte leur écobilan.

Critères de choix d’un isolant thermique

Démarche

Le choix d’un isolant devrait se faire sur base des critères suivants :

► Propriétés thermiques : elles sont généralement décrites par des notions telles que la conductibilité thermique (W/m^K). On parle aussi de l’effusivité thermique (la racine carrée du produit de la masse volumique, de la conductivité thermique et de la chaleur spécifique du matériau). Elle représente la vitesse à laquelle la température de surface d’un matériau varie, et donc sa capacité à accumuler et restituer de la chaleur. Cette grandeur est intéressante pour le cas des isolants massifs.

► Propriétés techniques : elles représentent le comportement au feu, la perméabilité à la vapeur d’eau, le comportement à l’humidité, le type de mise en œuvre, la stabilité dans le temps, l’isolation acoustique, etc.

► Propriétés environnementales : impact énergétique de la production, du transport, risques pour la santé, maintenance, traitement en fin de vie (recyclage), etc. Ces propriétés sont identifiables par des données centralisées telles que les écobilans qui sont les résultats d’analyse de différents impacts environnementaux relatifs aux produits de construction (les déchets, la toxicité pour l’eau et les êtres humains, les émissions de gaz, etc.).

► Propriétés économiques : elles représentent le coût du matériau, de sa mise en œuvre et, selon le cas, de sa maintenance, en rapport avec le type d’utilisation et les performances à atteindre.

Objectifs

On peut classer les interventions allant dans le sens de l’écoconstruction en différents niveaux :

► Niveau proscrit : les isolants thermiques minces réfléchissants, les isolants organiques (polyuréthanes, etc.).

► Niveau minimum  : choisir, parmi les matériaux d’isolation courants, ceux qui ont à performance égale le meilleur écobilan. Concrètement, il faut éviter les mousses de polyuréthane, dans certains cas le verre cellulaire et le polystyrène extrudé. On leur préférera des laines minérales ou du verre cellulaire en respectant les consignes de sécurité lors de leur mise en œuvre.
►Niveau conseillé  : choisir, pour les modes de construction traditionnels (isolation extérieure, isolation entre chevrons, etc.), des matériaux naturels renouvelables et à faible processus de transformation plutôt que des laines minérales, des laines animales ou végétales à base de cellulose, de fibres de bois, de liège, de lin, de chanvre ou d’herbe. Leurs performances thermiques sont de mieux en mieux documentées et leur écobilan plaide en leur faveur.

► Niveau optimum : remettre en question le mode constructif de l’ensemble de la paroi, pour se diriger vers des solutions telles que les murs en terre-paille, en béton chaux-chanvre, en bois cordé. De très nombreux modes constructifs de ce type sont redécouverts aujourd’hui sous l’intitulé « isolants massifs » et donnent lieu à une réinterprétation contemporaine.

 

Aspects techniques d’un isolant thermique

Matériaux disponibles

Il existe deux types d’isolant classique :

► les isolants organiques : les polyuréthanes, polystyrènes et polyesters ;

mousse-de-polyuréthane   Mousse de polyuréthane

mousse-de-polystyrène-extrudé  Mousse de polystyrène extrudé

 

► les isolants thermiques inorganiques (isolation des combles) : laines de verre et de roche.

Laine-de-verre  Laine de verre

Laine-de-roche  Laine de roche

À côté de ceux-ci, il existe de nombreux types d’isolation extérieur écologique qui sont à base de :

► cellulose  : papier recyclé et/ou paille. Un traitement au sel de bore les protège des attaques d’insectes, des champignons et du feu ;

Ouate-de-cellulose

 Ouate de cellulose

Exemple-de-maison-en-paille

Exemple de maison en paille

► laines végétales ou animales  : on trouve des panneaux en fibre de coco, de lin, de chanvre, d’herbe, de bois ou en laine de mouton ;

laine-de-chanvre

Laine de chanvre

Laine-lherbe

Laine de l’herbe

► minéraux  : roche volcanique ou mica, comme la perlite et la Vermiculite ;

Perlite

Perlite

Vermiculite

Vermiculite

► liège ;

Panneau de liège  Panneau de liège

► fibres textiles recyclées : issue du recyclage, la laine de textiles recyclés est composée d’environ 60 % de coton, 20 % de textiles synthétiques auxquels on ajoute 15 % de liant sous forme de fibre polyester.

Choix de l’isolant en fonction de l’application

Murs creux avec coulisse et toitures inclinées

Laines en panneaux permettant une pose facile et continue de l’isolant. Pour un mur creux avec coulisse, opter pour un travail par phase ; monter le mur porteur, puis l’isolation, et terminer par le parement. Un montage simultané complexifie la pose correcte de l’isolant.

Mur creux avec coulisse pleine

Dans le cas d’une rénovation, on peut envisager un remplissage par un isolant en vrac type perlite pour combler les interstices accessibles. D’autre part, des techniques d’isolation par injection existent (laine de verre floquée plutôt que polyuréthane…).

Ossature

Des laines souples (idéalement de mouton de coco ou de verre, sinon de lin ou de roche) ou des isolants en vrac (flocons de cellulose, insufflés dans des caissons). Les remplissages à base de béton chaux-chanvre, de paille ou intégrant de la sciure sont possibles, mais ne sont pas traités ici faute de certification.

Toitures plates

Les laines ont généralement des résistances à la compression suffisantes pour assurer une isolation de la toiture. Des panneaux rigides sont cependant généralement préférés (liège, mousse résol ou polystyrène expansé).

Isolation sur dalles

Les chapes isolantes peuvent être constituées entre autres par le mélange de Vermiculite au béton. Un béton chaux-chanvre offre également certaines propriétés isolantes. Le verre cellulaire peut être utilisé, de même que des panneaux de liège expansé, de fibre de bois ou la majorité des isolants en panneaux rigides.

Plafonds et acoustique entre locaux

Les isolants en vrac sont tout indiqués pour ce genre d’applications, notamment des flocons de cellulose ou la vermiculite. La recherche de performance acoustique s’effectue souvent à l’aide de couches de désolidarisation entre la structure porteuse et le revêtement. Cette couche peut être constituée par exemple de panneaux de liège ou de fibres de bois. Les isolants souples tels que les laines sont particulièrement adaptés à la gestion acoustique.

Isolation sous dalles de sol et murs contre terre

Les dalles sur sol pourront être isolées par une laine de bois haute densité en multicouche (posée sur membrane et lit de sable) néanmoins cette technique est délicate. Les techniques d’utilisation de couches isolantes constituées de matériaux en vrac tendent à se répandre (ex ; billes de terre cuite expansées / verre cellulaire…), pour les murs contre terre, on préférera le verre cellulaire collé à chaud ou froid à la place des isolants rigides en polyuréthane.

Performance thermique

La performance thermique d’une isolation est généralement déterminée par l’épaisseur du matériau et ses performances intrinsèques. Plus sa conductibilité thermique est basse, meilleure est sa performance, à épaisseur d’isolant égale.

Performances des isolants massifs

Les isolants massifs comme les murs en terre paille, les bétons chaux-chanvre, etc. sont des matériaux dont la spécificité est de mener à des modes constructifs très particuliers : plutôt que de voir le mur comme une succession de couches et de concentrer le pouvoir isolant sur une couche spécifique de la paroi, comme on le fait dans un mur creux par exemple, lutilisation d’isolants massifs mène à répartir le pouvoir isolant sur l’ensemble de l’épaisseur de la paroi.
Les terre-pailles et bétons chaux-chanvre ont une conductibilité thermique comparable, mais plus importante que celle des matériaux isolants, tant traditionnels qu’écologiques, et sont donc moins performants.

Impact de la mise en œuvre d’un isolant

La qualité de la mise en œuvre d’un matériau d’isolation est l’élément déterminant pour la performance énergétique du bâtiment et le confort acoustique. Les matériaux d’isolation jouent en effet un rôle dans la qualité acoustique d’une construction. Or, des défauts de mise en œuvre (ponts acoustiques) ont des répercussions sur le confort acoustique encore bien plus importantes que sur la thermique du bâtiment.
Pour les isolants massifs, les performances obtenues sont fortement liées à la constance de qualité de la réalisation puisque les mélanges sont réalisés in situ.

La hygrométrie des isolants

Les démarches d’écoconstraction mettent en avant les performances hygrométriques des matériaux. En construction traditionnelle, ces dernières ont trop longtemps été négligées.
Par leur capacité plus ou moins grande à absorber l’humidité, les matériaux en contact avec l’ambiance intérieure peuvent stabiliser les conditions hygrométriques d’un local et, de la sorte, avoir un impact positif sur le confort. En effet, les matériaux isolants étant généralement séparés de l’ambiance par une maçonnerie ou un revêtement, leur rôle de régulation hygrométrique sera limité. Ce n’est pas le cas des isolants massifs qui peuvent avoir un impact bénéfique de ce point de vue.
Par ailleurs, le caractère plus ou moins respirant de l’isolant jouera un rôle dans l’équilibre hydrique de toute la paroi. La question des flux de vapeur au travers les parois et les conséquences constructives telles que la nécessité d’utiliser un frein-vapeur doit être analysée.

 

 

Catégorie: Chauffage

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