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[Fiche technique] Tour d'horizon des matériaux isolants et de leurs rôles

L’isolation thermique est un des meilleurs outils disponibles pour réduire efficacement la consommation énergétique d’un logement.

Elle ne doit jamais être négligée, pour les combles, les planchers, les murs ou les parois vitrées, au risque de voir sa facture énergétique grimper continuellement. En réduisant les besoins en énergie liés au chauffage, l’isolation contribue ainsi fortement à limiter la consommation d’énergie et à réduire les coûts.

Trois grands types de matériaux d’isolation : minéraux, chimiques et naturels.

Depuis la nuit des temps, l’homme cherche à se protéger, des prédateurs, d’un ennemi, mais également du froid et du chaud. Pouvoir allumer un feu dans une grotte, se mettre à l’abri des intempéries et des dangers est un grand progrès… mais, poser une peau de bête sous ses fesses pour ne pas s’asseoir sur une surface froide et humide, en est un autre ! Et non des moindres, ce sont les prémices de l’isolation !

D’abord d’origine naturelle, les matériaux isolants ont évolué et muté avec l’homme. Des branches de feuillus aux épines des conifères, des fourrures animales, aux peaux tannées et enduites de graisses. De la terre, agrémentée de paille, de bouse, au pisée plus proche, l’isolation thermique face au changements de températures n’a cessé d’évoluer. Les besoins de confort et de chaleur ont aussi suivi les avancées scientifiques : de naturels et moyennement abondants, les matériaux d’isolation ont été de plus en plus manufacturés jusqu’à être produits en très grande quantité, avec l’arrivée de l’industrialisation et de la production de masse.

Aujourd’hui, trois grandes familles de matériaux isolants se trouvent sur le marché, avec chacune des avantages et des inconvénients : les isolants minéraux, chimiques et naturels. A ces trois principales sortes de matériaux, vient s’ajouter une nouvelle famille, celle des hybrides !

Les matériaux isolants minéraux

Fabriqués à partir de matière d'origine minérale comme la roche volcanique, le sable ou encore le verre recyclé, les isolants minéraux sont les plus utilisés en France et dans le monde.

Leur fabrication nécessite une grande dépense d’énergie car les matières premières sont chauffées à très haute température pour être transformées.

Il existe deux sortes de laines minérales :

  • La laine de roche

    Fabriquée à base de basalte, elle est apparue en 1935, grâce aux recherches des Danois Kähler et Henriksen. Elle se présente sous de nombreuses formes : flocons, rouleaux, panneaux semi-rigides et rigides, nus et revêtus. Avec ses propriétés anti-feu, elle est utilisée dans de nombreuses applications dans l’isolation thermique des bâtiments.

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  • La laine de verre

    La laine de verre est un matériau isolant thermique de consistance laineuse obtenu par fusion à partir de sable et de verre recyclé (calcin). Elle a été inventée en 1938 par Russell Games Slayter pour la société Owens-Corning. Depuis, elle est utilisée abondamment pour l’isolation thermique, l’isolation phonique et la protection incendie de tous types de bâtiments. On la trouve en panneaux souples, en rouleaux, nue ou revêtue et également en flocage, majoritairement pour de l’insufflation.

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Les matériaux isolants chimiques

Fabriqués à partir de pétrole distillé, chauffé et mélangé à des polymères : le styrène ou l’uréthane.

Il existe trois sortes de ces isolants chimiques utilisés en bâtiment :

  • Le polystyrène expansé (PSE)

    Généralement blanc et parfois noir, lorsqu’il est recouvert de graphite, le polystyrène expansé (PSE) est utilisé soit en panneaux rigide, soit en billes lorsqu’il est insufflé entre deux parois.

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  • Le polystyrène extrudé (XPS)

    Contrairement au PSE, le polystyrène extrudé (XPS) est obtenu par extrusion du mélange chimique, on enlève de l’air au lieu d’en rajouter ! Ce procédé permet de créer une mousse à cellules fermées, plus dense et facilement moulables en plaques et panneaux très rigides.

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  • La mousse polyuréthane (PUR)

    Sous la forme de mousse expansée, les mousses de polyuréthanes (PUR) sont largement utilisées pour leur qualité d’isolants thermiques. On remplit le caisson et la mousse se propage dans les interstices comblant les « perforations ». C’est un matériau chimique, composé d’uréthane, d’isocyanate et d’alcool. C’est un polymère nocif et extrêmement inflammable !

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Les matériaux isolants naturels

Fabriqués à partir de matières d'origine naturelle, voire biosourcés comme la fibre de bois, la cellulose, le lin, le liège, la fibre de chanvre, de coton ou vêtements recyclés, les isolants naturels sont de plus en plus utilisés en France et dans le monde.

Leur fabrication nécessite une faible dépense d’énergie car les matières premières sont peu transformées et souvent sourcées près de chez vous. Il existe de nombreuses sortes d’isolants thermiques naturels. Leur mise en œuvre est aisée.

Le fait qu’ils soient naturels n’empêche pas le port des équipements de protection individuelle adaptés, mais protège d’éventuelles substances relâchées (COV, poussières irritantes, etc.).

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Des isolants thermiques en flocage

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A retenir

Matériaux minéraux et chimiques

Avantages Inconvénients

Peu onéreux, du fait de l’industrialisation à très grande échelle de leur production

Durée de vie et qualité d’isolation ont tendance à diminuer de façon notable dans le temps

Répondent aux cahiers des charges des isolants thermiques : efficacité, approvisionnement, coût et mise en œuvre

Cause possible de gênes respiratoires et d’irritations lors de leur mise en œuvre

 

Dégagement possible de composés organiques volatiles (COV) et de poussières

Matériaux naturels

Avantages

Inconvénients

Aisés à mettre en œuvre

Coût important, plus élevé que celui des laines minérales mais tend à la baisse

Ne se tassent pas avec le temps

Approvisionnement parfois difficile mais en progrès

Ne libèrent pas de substances nocives, pendant et après leur application, ni après leur installation

 

Techniques de pose parfois plus compliquées à mettre en œuvre

Ils sont sains pour ceux qui les posent et pour ceux qui vivent à leur contact

 

Les matériaux hybrides

Un matériau hybride est un système dans lequel coexistent à la fois des espèces organiques et inorganiques. La nature hybride de ces matériaux leur confère non seulement des propriétés intermédiaires entre le minéral et l'organique mais également des comportements nouveaux.

Il existe des matériaux hybrides isolants qui associent organique et minéral ou organique et polymère comme de la fibre de bois et du polyester par exemple. Des matériaux hybrides comme des polyvinyles aluminium superposés à de la fibre de coco ou des tissus recyclés, la liste est longue.

Ces divers matériaux, n’offrent pas encore assez de retour de données d’utilisation pour établir de réelles conclusions sur leur efficacité, toutefois les débuts pour certains sont encourageants !

Le ré-usage

On parle de ré-usage pour l’utilisation de matériaux revalorisés, issus de la déconstruction de bâtiments existants.

économiquement et écologiquement parlant, une bonne alternative aux matériaux neufs, avec un bémol cependant, notamment pour les isolants minéraux et chimique qui perdent de leur efficacité au fur et à mesure des ans. De plus, les matériaux usagés peuvent contenir une quantité importante de poussières diverses et de polluants sources de réactions allergiques, ils peuvent également renfermer des spores de champignons lignivores (mérule, pourriture cubique…) ce qui représente un danger pour le bâti.

Il conviendra donc de se montrer extrêmement vigilant quant à la provenance, l’état et la présence ou non de risques sanitaires dans le réemploi des matériaux d’isolation. La préférence de matériaux biosourcés pour le réemploi, notamment pour la durabilité de leurs qualités mécanique et thermique est à privilégier.