Date :

  • Janvier 2009

Auteur :

  • B.J., corrigé par Arnaud Evrard et Sophie Trachte

Notes :

  • Conforme à la mode PEB août 2008
  • En attente des droits de publications des photos issues du livre de Oliva.
  • 26-03-2009 : Application des nouveaux styles de mise en page. Julien.

Source :

  • IBGE, Infos fiches-éco-construction, Mat05, Isolation thermique : Choisir des matériaux sains et écologiques. Consultable dans la farde ENERGIE+2008ISOLATION1
  • Réseau éco-consommation, fiche n°79, Les matériaux d’isolation : les connaître pour bien les choisir. Consultable dans la farde ENERGIE+2008ISOLATION1
  • Une isolation plus saine, conseil et fiches matériaux, de www.pie.dromenet.org. Consultable dans la farde ENERGIE+2008ISOLATION1

Antidote :

  • Oui

Photo : Aline Branders.

Pour s’inscrire dans une démarche d’éco-construction, il est nécessaire de ne pas choisir un isolant uniquement sur base de ses propriétés thermiques, techniques et économiques.
Il y a lieu d’évaluer son impact environnemental (et sur la santé) tout au long de sa vie :

  • en tenant compte de l’énergie grise (renouvelable et non renouvelable) consommée sur l’ensemble de son cycle de vie (traitement en fin de vie inclus) ;
  • en tenant compte des différentes émissions (gaz à effet de serre, gaz acidifiant, gaz à formation d’ozone…) sur l’ensemble du cycle de vie, qui auront un impact sur l’environnement et la santé ;
  • en tenant compte des matières premières et de l’eau consommée ;
  • en tenant compte des substances nocives utilisées lors de la fabrication et pendant la mise en œuvre (solvants, COV…) ;
  • en estimant les émissions de composés organiques volatiles (COV), formaldéhydes et autres produits nocifs durant sa vie en œuvre ;
  • en appréciant les possibilités de recyclage pour la phase de déconstruction.

La prise en compte de tous ces paramètres conduit à l’utilisation d’isolants dits “écologiques”. Nous parlerons dans la suite de cet article plus particulièrement des isolants dits « biosourcés », c’est-à-dire d’origine végétale ou animale.

Origines, traitements, transformations, domaines d’application et spécificités de chacun des isolants permettront d’approcher la notion de développement durable dans le bâtiment. Nous y verrons les isolants suivants :

  • Isolants à base de cellulose
  • Isolants sous forme de laine d’origine végétale ou animale
  • Isolants à base de fibre de bois
  • Isolants à base de liège
  • Isolants à base de chanvre
  • Isolants à base de paille
  • Isolants à base de textile recyclé

Ils seront passés en revue afin de donner un aperçu des avantages et inconvénients à prendre en compte dans le choix de l’isolant.

De l’approche classique à l’éco-construction

Certaines lignes directrices simples, énoncées dans le tableau suivant, permettent d’évoluer vers une démarche éco-constructive en partant d’une approche tout à fait classique.

Déconseillé Les isolants minces réfléchissants. Ces isolants sont difficiles à mettre en œuvre, leurs performances  sont réduites et il est très difficile de les recycler (assemblage de plusieurs matériaux)
Minimum Éviter les isolants synthétiques (mousses de polyuréthane, de polystyrène…) autant que possible. Dans les situations où ces isolants ne s’imposent pas, leur préférer les laines végétales et animales, les laines minérales, ou le verre cellulaire.
Conseillé Choisir des matériaux naturels à la place des matériaux courants : laines végétales ou animales et isolants à base de cellulose, de liège, de chanvre ou d’autres sources renouvelables…

Mais attention, beaucoup de ces isolants ne possèdent pas d’agrément technique belge ou européen

Tableau inspiré de la fiche “Matériaux d’isolation thermique : Choisir des matériaux sains, avec un écobilan favorable” de l’IBGE.

Les types d’isolants biosourcés classiques

Isolants à base de cellulose

Isolants à base de papier ou journal recyclé, leur conductivité est comparable à celle des laines minérales. Ce matériau possède la caractéristique de pouvoir absorber la vapeur d’eau et permet ainsi de réguler l’humidité. Son absorption acoustique est excellente.

Les flocons de cellulose sont soufflés sous pression soit dans des caissons fermés soit sur des surfaces horizontales. Certains critères ont été définis afin de garantir le non-tassement ultérieur des flocons dans les caissons.

Ces isolants à base de cellulose existent aussi sous forme de panneaux semi-rigides ou flexibles. Ils sont utilisés pour l’isolation des sols, des toitures, des cloisons légères et des murs à ossature bois.Bien qu’elle constitue un bon rempart contre l’humidité, l’ouate de cellulose n’est pas résistante au feu ! Par conséquent, un traitement chimique nécessaire dévalorise sa valeur écoresponsable. En effet, afin de protéger cet isolant des attaques d’insectes, de champignons ou du feu, un traitement au sel de bore est nécessaire. Aussi, si vous privilégiez ce type d’isolant, prenez soin de vous poser des questions relatives à la provenance et à la teneur en résidus d’encre dans l’ouate de cellulose afin d’anticiper les odeurs désagréables sur le long terme. Enfin, insufflée, elle provoque beaucoup de poussières et implique l’utilisation d’équipements de protection adéquats.

     

Panneaux de cellulose (doc. Homatherm) et flocons de cellulose humidifiés et projetés.

Jean-Pierre Oliva , L’isolation écologique, conception, matériaux, mise en œuvre, éditions Terre vivante, 2001.

Isolants sous forme de laine d’origine végétale ou animale

Il existe de nombreux types de laine végétale ou animale disponibles en vrac, en feutre fin,  en rouleaux ou en panneaux semi-rigides. On trouve par exemple des laines en fibre de coco, de lin, de chanvre, de bois ou en mouton. Certains de ces isolants reçoivent un traitement au sel de bore qui les protège des attaques d’insectes, des champignons et du feu.
Ils possèdent la capacité d’absorber et de restituer l’humidité (la laine de mouton peut absorber jusqu’à 33% de son poids en eau[1]Les matériaux biosourcés dans le bâtiment, FFB, novembre 2015), remplissant ainsi la fonction de régulateur d’humidité.

Son domaine d’application est l’isolation des murs, des combles et des rampants de toiture. Sa version conditionnée sous forme d’écheveaux sert à l’isolation de gaines et de tuyaux, mais également de calfeutrement. Sous forme de panneaux ou rouleaux, elle se pose de façon classique. Seul le soufflage de la laine en vrac demande l’intervention d’un professionnel spécialisé.

De par leur caractère fibreux, ces isolants possèdent aussi de très bonnes caractéristiques acoustiques. En plus de ses vertus d’isolant acoustique, elle est difficilement inflammable, ne dégage pas de gaz toxiques en cas d’incendie et est une ressource renouvelable.

En termes d’inconvénients, certains de ces isolants reçoivent, tout comme la cellulose, un traitement au sel de bore qui les protège des attaques d’insectes, des champignons et du feu. De plus, même si la laine (de type animale) subit un lavage et un pressage, elle pourrait, après sa pose, dégager une odeur désagréable.

Laine de lin en vrac, laine de lin en rouleaux et laine de lin en panneaux (doc. Textinap).

Laine de chanvre en rouleaux (doc. LCDA) et laine de chanvre en panneaux semi-rigides (doc. Haga).

Noix de coco sciée et panneaux et rouleaux de laine de coco (doc. EMFA).

Jean-Pierre Oliva , L’isolation écologique, conception, matériaux, mise en œuvre, éditions Terre vivante, 2001.

Isolants à base de fibre de bois

Les panneaux de fibre de bois sont fabriqués à partir de déchets de scierie.

Après son sciage, le bois peut :

  • se transformer directement en matériaux pour structures portantes et bardages
  • être broyé ou défibré pour servir à la production de copeaux en vrac ou de fibre de bois pour la confection de la laine isolante
  • être déroulé, tranché et lié afin de servir à la fabrication de panneaux isolants solides pour la construction.

Les panneaux sont perméables à la vapeur, ils complètent très bien les autres isolants.

Son domaine d’application concerne principalement l’isolation thermique intérieure et extérieure de murs, combles et rampants de toiture lorsqu’il est sous forme de laine ou de fibres utilisées en partie aussi pour leurs qualités acoustiques.

Lorsque plusieurs panneaux sont collés ensemble pour obtenir une plus grosse épaisseur d’isolant, de la colle est utilisée, ce qui dévalorise son caractère écologique. Le bois peut aussi servir d’isolant sous son format en vrac, mais va alors nécessiter un traitement chimique préventif, fongicide et insecticide[2]Les matériaux biosourcés dans le bâtiment, FFB, novembre 2015.

Panneaux de bois feutré (doc. Pavatex).

Jean-Pierre Oliva , L’isolation écologique, conception, matériaux, mise en œuvre, éditions Terre vivante, 2001.

Isolants à base de liège

Cet isolant est extrait des écorces des chênes-liège ou du recyclage de bouchons, le liège est broyé pour former des granulats de liège en vrac, puis assemblé pour la fabrication de panneaux et de rouleaux qui nécessitent l’intervention d’un liant chimique.

Les panneaux en liège constituent une alternative écologique idéale pour l’isolation

  • des planchers
  • des murs par l’intérieur ou l’extérieur
  • des combles perdus
  • des rampants de toiture.

Tout comme le bois, les avantages en termes d’isolation thermique et acoustique sont incontestables. Ajoutons son imputrescibilité, cet isolant est également difficile inflammable.

Du point de vue des inconvénients, certains panneaux sont renforcés avec des colles synthétiques et dégagent du formaldéhyde, il est donc important de se renseigner avant l’achat afin d’éviter ce type d’isolants à base de liège. Mais le principal problème, en plus de son coût élevé, réside dans sa disponibilité. Il perd en effet de sa valeur écologique et locale à cause de son importation.

Liège.

Isolants à base de chanvre

Fabriqué à partir du défibrage de la tige de chanvre, on peut obtenir à partir de cette plante deux supports de base :

  • la fibre en vrac ou qui servira pour la laine ;
  • la chévenotte utilisée pour la fabrication de panneaux, enduits et bétons (composée d’un mélange de lient à base de chaux aérienne et de copeaux de chanvre).

Le chanvre est par ailleurs une plante à croissance rapide qui ne nécessite pas ou peu d’engrais.

Compressé, il sert pour l’isolation des murs, des sols, des façades intérieures et extérieures et des combles non aménageables après sa transformation en

  • Blocs de béton
  • Laine
  • Panneaux

En vrac, il sert dans l’isolation des murs et des combles non aménageables par soufflage.

Actuellement l’usage le plus fréquent de ce type d’isolant est le remplissage des murs à ossature bois (30 cm) ou d’enduits isolants (10 cm) sur un support existant.

Son coefficient d’isolation est proche de celui du bois massif (λ = ± 0.1), mais le matériau possède d’importantes qualités du point de vue de l’inertie thermique et de la régulation de la vapeur d’eau. Sa résistance au feu lorsqu’il est sous forme de béton, sa fourniture locale ainsi que ses caractéristiques naturellement insecticides constitue également des avantages non négligeables.

Isolants à base de paille

La paille, en tant que matériaux biosourcés, revêt différentes formes :

  • D’un mélange de terre et de paille naît un enduit appelé « terre/paille »
  • Sans pressage, elle se présente sous forme de bottes de paille compressée sous forme de ballot, forme utilisée depuis très longtemps  comme isolant à part entière ou au sein d’une structure propre.

Produit local, la paille constitue un isolant bon marché qui ne nécessite que très peu de traitement en usine ce qui lui confère une réelle valeur ajoutée dans la construction à caractère écologique. Aujourd’hui, ce type d’isolant est  de plus en plus documenté, référence et normalisé comme système de construction et comme isolant reconnu.

Le ballot de paille n’a pas des caractéristiques thermiques homogènes. L’orientation de ses fibres par rapport au flux de chaleur va impacter sur sa conductivité thermique. Celle-ci sera plus faible si les fibres sont perpendiculaires au flux (λ d’environ 0,05) et plus élevés si les fibres sont parallèles aux flux (λ variant autour de 0,07… 0,08). Il est en plus nécessaire de s’assurer des ballots de pailles de qualité pour rencontrer les exigences du monde de la construction.

Toutefois, suite à l’étude de construction paille en occupation, il a été montré que si elle est correctement mise en œuvre et à l’abri de pluies battantes, les risques de dégradations à long terme sont négligeables et la paille comme isolant est capable d’apporter de bonnes performances thermiques ainsi que les conforts d’été et d’hiver attendus.
En outre, la paille n’a pas seulement un rôle isolant, le ballot de paille peut également servir de support à un enduit voir de structure en soi sans en altérer ses caractéristiques. Ainsi, combiner plusieurs de ces rôles (isolant et mécanique et/ou structurel) permet de diminuer le bilan écologique de la paroi. Attention cependant, à utiliser une paille provenant de culture durable.

L’inconvénient de la paille réside dans l’inconfort de pose à cause du poids de chaque botte. De plus, son volume implique de concevoir des murs d’une épaisseur relativement conséquente à isoler.

Si vous souhaitez en savoir plus sur l’isolant à base de paille, consultez le site www.apropaille.be  qui réunit le monde pas si petit que ça de la paille en Belgique.

Isolants à base de textile recyclé

Né du recyclage des textiles usagés ou des déchets des fabricants de vêtements, le textile recyclé est traité en usine avant de devenir un matériau de construction en soi.

D’abord effiloché, on le métamorphose ensuite en panneaux et rouleaux isolants grâce à des techniques de pressage. Sa version en vrac permet, tout comme l’ouate, d’être insufflée et d’isoler les murs.

Alternative idéale pour isoler pour les murs et les combles non aménageables en priorisant l’économie circulaire, notez que les isolants et autres matériaux de construction en textile recyclé sont traités chimiquement pour résister aux flammes. Parmi les autres inconvénients, prenez en compte que son application verticale implique un tassement du matériau sur le long terme.

Par contre, ce matériau biosourcé reste très facile à poser et il ne nécessite pas de formation préalable ou obligatoire. Grâce à sa compression, le textile recyclé n’émet aucune poussière. Enfin, il peut absorber jusqu’à 25% de son poids en eau, ce qui constitue un isolant contre l’humidité très efficace[3]Les matériaux biosourcés dans le bâtiment, FFB, novembre 2015.

Performances des isolants biosourcés

La performance thermique des isolants est renseignée par la valeur de la conductivité thermique  (λ). Plus celle-ci est élevée, moins le matériau sera isolant. Mais cela ne veut pas dire qu’il faut nécessairement abandonner l’utilisation d’un matériau qui aurait un λ élevé. En effet, il suffit d’augmenter l’épaisseur de la couche isolante pour obtenir une performance thermique globale équivalente!
Pour choisir son isolant, il faut donc tenir compte de plusieurs critères en même temps:
  • la conductivité thermique  (λ)
  • le coût (plus l’épaisseur augmente, plus le coût augmente)
  • l’encombrement

Les performances des isolants biosourcés sont reprises dans le tableau suivant.

Résistance mécanique Conductibilité thermique Conductibilité thermique Diffusion de la vapeur d’eau Diffusion de la vapeur d’eau Inflammable
ρ [daN/m³] λ [W/mK] λ [W/mK] μ [-] μ [-]
Selon la documentation Selon la norme NBN B62-002 (humide et sec) (humide et sec) selon la documentation
Perlite expansée pure 50-80 0.046 / 5 à 7 / Non
Vermiculite expansée pure <100 0.058 / 5 à 7 / Non
Argile expansée 0.103 à 0.108 / / / Non
Bois feutré en panneaux mous ± 160 ± 0.042 / / 3 à 4 Difficilement
Bois feutré en panneaux mi-durs ± 270 ± 0.07 / / 3 à 4
Cellulose en vrac 35-50 0.035 à 0.04 / / 1 à 2
Laine de cellulose en panneaux 70-100 0.04 / / / Auto-extingible
Liège expansé 18 0.04 à 0.045 / 4.5 à 29 / Difficilement
Liège expansé en panneaux 80-120 0.032 à 0.045 / / 5 à 30
Chanvre ou laine de chanvre 25-210 0.039 à 0.08 / / 1 à 2 Difficilement
Lin en vrac 18-35 0.037 à 0.045 / / 1à 2 Difficilement
Lin en panneaux 400-500 0.05 à 0.065 / / / Difficilement
Laine de coco 20-50 0.047 à 0.05 / / 1à 2 Ignifugé au sel de bore
Laine de coton 20-30 0.04 / / 1 à 2 Sans dégagement toxique
Panneaux de roseau ± 100 0.056 / / 1 à 1.5
Laine de mouton 10-30 0.035 à 0.045 / / 1 à 2 Sans dégagement toxique
Paille (dans le sens des tiges) rechercher valeurs 0.08 / / / /
Paille (perpendiculairement aux tiges) rechercher valeurs 0.052 / / / /
Valeurs issues de l’ouvrage L’isolation thermique de la toiture inclinée, ministère de la Région Wallone, L’isolation écologique de J-P. Olivia, éditions terre Vivante, 2001, ouverture d'une nouvelle fenêtre !www.livios.be, ainsi que des documentations des fabricants.

La PEB impose, lors du calcul du coefficient de transmission des parois (U) que l’on utilise pour les différents constituants des valeurs de conductivité thermique (λ) certifiées (essais réalisés conformément aux normes européennes EN ISO 10456) ou les valeurs par défaut reprises dans l’annexe VII de la PEB.
Malheureusement, l’Annexe VII de la PEB ne fournit pas de valeur pour les matériaux repris dans le tableau ci-dessus. Si aucune certification (agréments techniques…) n’existe, la couche d’isolant ne pourra pas être prise en compte dans le calcul du U des parois pour la PEB  qui est d’application pour les travaux soumis à permis d’urbanisme.

Intérêts des isolants biosourcés

Comme le montre le tableau suivant, les isolants possédant une capacité thermique élevée, garante d’une diffusivité faible et d’une effusivité importante sont généralement les isolants “écologiques” :

ρ ρ * c
[kg/m³] [Wh/m³]
Laine de bois 160 90
Laine de bois 55 31
Liège expansé (vrac) 60 31
Ouate de Cellulose (insufflée) 60 31
Perlite expansée 80 22
Polyuréthane rigide 30 12
Laine de mouton 10 5
Polystyrène 7 3

Mais attention, si le confort d’été est amélioré, l’utilisation d’isolant permettant d’obtenir ces caractéristiques peut conduire à un autre problème. En effet, une trop grande effusivité produira dans la pièce une sensation de surface froide au toucher.

Pour aller plus profondeur sur ce sujet, n’hésitez pas également à visiter notre page consacrée à l’inertie thermique.

Stockage de CO2

Les isolants à base de végétaux, via le processus de photosynthèse, permettent de stocker le CO2 atmosphérique.

Performances hygrothermiques

Outre leur caractère “écologique”, les isolants biosourcés qui nous intéressent ici possèdent des propriétés hygrothermiques prometteuses. Par leur capacité plus ou moins grande à absorber l’humidité, les matériaux en contact avec l’ambiance intérieure peuvent stabiliser les conditions hygrothermiques d’un local et, de la sorte, avoir un impact positif sur le confort.

De nombreuses recherches ont été menées sur ce sujet. Comme par exemple celle réalisée par le département d’ingénierie de la Technical University of Denmark qui a conduit à la définition du paramètre appelé Moisture Buffer Value (valeur de régulation de l’humidité) qui indique la quantité d’eau que l’isolant absorbe et restitue par  unité de surface durant une certaine période quand il est soumis à des variations de l’humidité relative de son environnement. Ce paramètre permet d’analyser le rôle de régulateur d’humidité joué par l’isolant.

Certifications

C’est à ce niveau que se complique la démarche d’éco-construction ! Comme dit auparavant, lors du calcul du U des parois, la PEB implique que l’on utilise comme valeur de λ :

  • une valeur certifiée sur base de la norme de produit NBN EN ou d’un ATE (Agrément Technique Européen). Ces valeurs sont regroupées sur le site ouverture d'une nouvelle fenêtre !www.epbd.be.
  • ou la valeur par défaut renseignée dans l’annexe VII de la PEB.

Cette manière de faire a pour but de protéger le consommateur, en garantissant la qualité des matériaux utilisés.

Le problème avec les matériaux d’isolations biosourcés est que ces derniers ne sont pas repris dans l’Annexe VII de la PEB et l’utilisation de ceux-ci nécessite donc la réalisation d’une certification pour tous travaux soumis à permis.

Labellisation

Comme annoncé précédemment, l’utilisation d’un matériau issu de sources renouvelables ne garantit pas en pratique le caractère “écologique” de l’isolant (ajout de colle, procédé de fabrication énergivore…). Pour s’assurer que l’isolant a été réalisé dans les règles de l’art, on peut se tourner vers les labels comme www.svanen.se en Suède www.blauer-engel.de en Allemagne ou encore www.certivea.fr en France.

Pour en savoir plus sur les normes en vigueur qui régissent l’utilisation de chacun de ces isolants, voici quelques sources qui peuvent être utiles :

Concernant les isolants à base de cellulose :

Concernant les isolants à base de laine d’origine végétale ou animale :

Concernant les isolants à base de fibre bois :

Concernant les isolants à base de liège :

Concernant les isolants à base de chanvre :

  • réglementation professionnelle et validation en laboratoire des enduits chaux/chanvre pour béton : construire-en-chanvre.fr

Concernant les isolants à base de paille :

Concernant les isolants à base de textile recyclé :

Sources

1, 2, 3 Les matériaux biosourcés dans le bâtiment, FFB, novembre 2015