Abondants, donc peu chers, renouvelables, naturels, performants... On prête de nombreux avantages aux isolants biosourcés. Paille, chanvre, lin, laine de mouton, plume de canard, mais également herbes de prairie, champignons, coton recyclé ou déchets de cellulose, Maison à part dresse un panorama des différentes solutions disponibles.
La "durabilité" est aujourd'hui au cœur des questions de construction. Intérêt environnemental et opportunité économique se conjuguent pour délivrer des "biomatériaux" - c'est-à-dire issus du vivant qu'il soit végétal ou animal - censés réduire l'impact écologique. Car ces solutions présentent de nombreux avantages : les plantes notamment stockent le carbone durant leur croissance, en absorbant du CO2 et rejetant l'oxygène. Certaines connaissent des cycles courts, annuels, augmentant le potentiel de "renouvabilité".
D'autres sont peu gourmands en énergie lors de leur transformation industrielle (énergie grise).
Enfin, certains biomatériaux peuvent participer à l'amélioration de la qualité sanitaire des bâtiments, notamment en termes d'air intérieur.
Depuis plusieurs années, les isolants biosourcés sont entrés dans une ère industrielle, grâce à l'accroissement de leurs performances techniques et économiques. Leurs caractéristiques sont validées à la fois par des évaluations de type "Avis technique" et par la certification Acermi (Association pour la certification des matériaux isolants).
Les matériaux considérés, paille, lin, chanvre, sont disponibles sur de vastes zones du territoire national, et offrent de nombreuses applications pour l'habitat individuel ou collectif, mais également pour le
tertiaire et les établissements recevant du public. Une vision stratégique large se fait jour, permettant à la fois le développement de solutions techniques innovantes, l'émergence de filières éco-industrielles structurées créatrices de richesses et d'emplois, et la dynamisation de territoires aux spécificités propres en termes de ressources et de savoir-faire. Le manque d'organisation des filières et le coût de certaines de ces solutions (laine de mouton ou plumes de canard par exemple) constitueraient les principaux freins à la généralisation de ces solutions écologiques.
Paille, lin, chanvre, laine de mouton, plumes de canard, champignons, Maison à part fait un tour d'horizon des isolants naturels.
Découvrez les différentes solutions isolantes évoquées ci-dessus en pages suivantes.
Le label "Bâtiment biosourcé" encourage l'usage des matériaux naturels renouvelables, issus de la biomasse. Le texte précise : "
Les matériaux biosourcés présentent deux atouts principaux sur le plan de l'environnement : d'une part, la matière dont ils sont issus est renouvelable, d'autre part, ils peuvent contribuer à la réduction des émissions de gaz à effet de serre et au stockage temporaire de carbone. La création d'un label 'bâtiment biosourcé' permet de mettre en lumière cette qualité environnementale et de valoriser les démarches volontaires des maîtres d'ouvrage intégrant une part significative de ces matériaux dans leur construction".
Isoler sa maison en bottes de paille
paille © Construction & Bioressources
Ressource abondante et disponible puisque le blé est la céréale la plus cultivée en France,
la paille est déjà largement utilisée dans la construction. Selon l'association C&B (Constructions & Bioressources), environ 3.000 réalisations isolées en bottes de pailles sont à ce jour recensées, principalement des logements. "
Les systèmes constructifs employés concernent principalement le remplissage d'ossatures. Les finitions extérieures sur paille sont réalisées avec des enduits ou des bardages en bois. Les enduits emploient principalement de la chaux à l'extérieur", précise C&B.
Le prix des bâtiments isolés par de la paille serait comparable à ceux du marché tout en offrant de bonnes performances thermiques et un confort accru. "
Contrairement aux idées reçues, le contexte réglementaire et normatif n'est pas défavorable, il suffit de se conformer strictement à la réglementation en vigueur, que l'on soit une entreprise ou un auto-constructeur", explique l'association.
D'après les chiffres rassemblés dans l'étude Nomadéis, la production française de paille agricole se monterait à 45 millions de tonnes par an, dont environ 5.000 tonnes seraient dédiées à la construction (3.000 tonnes pour des panneaux de paille). La paille, tassée, présente une masse volumique dépassant parfois les 120 kg/m3. Compressé, le matériau ne laisse que peu de place à l'air, offrant une bonne résistance en cas d'incendie par une combustion lente. Et faute de nourriture, les insectes meurent dans le milieu sans le dégrader.
Isoler sa maison en bottes de paille
Le lin pas qu'en vêtement, mais aussi en isolant
champ de lin © C&B - Jim Linwood
Le lin est une culture développée dans le Nord de la France, sur 70.000 hectares, faisant du pays le premier producteur au monde. Chaque année, de 300 à 400.000 tonnes sont récoltées dont plus de 100.000 tonnes sont utilisées pour la fabrication de panneaux agglomérés (lin/fibre de bois) et de
laines isolantes (feutre de lin). C&B explique : "
La culture du lin ne nécessite ni irrigation, ni défoliant et stocke le carbone. Exploitable jusqu'à ses racines, le lin ne produit aucun déchet. Fibres longues, courtes, graines et anas (granulats), tout dans la plante est utilisé (...)
Le lin est un excellent isolant : utilisé dans le bâtiment, il isole du froid et du bruit".
Les utilisations sont multiples : laine souple, panneaux rigides ou semi-rigides, vrac, feutres... Le lin peut être incorporé à des panneaux agglomérés pour réaliser des cloisons, âmes de portes et plans de travail.
En écran de sous toiture pare-pluie, le lin est employé sous forme de toile non tissée hydroliée. Et dans les menuiseries, le matériau peut être profilé par pultrusion associant lin et résine époxy, afin de remplacer les renforts acier.
Le lin pas qu'en vêtement, mais aussi en isolant
Le chanvre revient en force dans nos murs
Autrefois employé dans la confection de voiles, cordages et papier, la culture du chanvre a été remplacée par celle du coton. Elle retrouve aujourd'hui sa place sur le territoire et dispose de
nombreux débouchés dans le bâtiment.
La chènevotte (le bois de chanvre) est valorisée comme isolant en vrac et comme granulat dans des bétons et mortiers isolants. Les fibres de la plante permettent également de produire des laines isolantes. L'étude Nomadéis révèle que 91.000 tonnes sont produites par an (2012) dont 40.000 destinées aux granulats, 3.500 t à la laine de chanvre et 900 t aux fibres en vrac.
Dans le cadre de certains usages, la laine de chanvre est parfois mélangée avec d'autres fibres (lin, bois, laine de mouton). Pour une utilisation en vrac, un traitement améliorant la durabilité du matériau est nécessaire (résistance aux moisissures et aux insectes). Quant à la mise en œuvre des bétons et mortiers, qui présenteraient de nombreuses qualités (thermique, acoustique, régulation hygrométrique), ils nécessitent un savoir-faire spécifique pour leur mise en œuvre.
Le chanvre revient en force dans nos murs
La laine de mouton pour rompre les ponts thermiques
La France dispose d'un cheptel ovin de 8,5 millions de têtes dans 30.000 exploitations environ.
La quantité de laine potentiellement valorisable dans la construction est estimée à 14.000 tonnes pour la fabrication d'isolant. "
Son coût reste le principal frein au développement", prévient C&B.
Le bâtiment pourrait toutefois représenter un débouché nouveau pour les producteurs : la laine de mouton est utilisée en isolation rapportée sous forme de panneaux souples, semi-rigides ou en vrac. Le produit offre une bonne tenue au feu et ne dégage pas de fumées toxiques. Capable d'absorber de grandes quantités d'eau (33 % de son poids), il participe à la régulation hygrothermique. De plus, la laine de mouton possède un autre avantage : sa capacité à absorber le formaldéhyde, participant à la dépollution de l'air intérieur.
Les écheveaux en laine de mouton permettent l'isolation de gaines et de tuyaux, la réalisation de rupteurs de ponts thermiques (entre rondins de maison en bois ou en calfeutrage d'huisseries). Ils remplacent alors la mousse polyuréthane. La masse volumique oscille entre 16 km/m3 (rouleaux, écheveaux) et 30 kg/m3 (panneaux de couverture).
La laine de mouton pour rompre les ponts thermiques
La plume de canard rembourre les murs
Canard colvert © R. Bartz - Wikimedia
Les plumes de canard sont déjà bien connues pour leurs propriétés d'isolation, utilisées dans la confection de vêtements et d'édredons. Leurs capacités peuvent également être employées dans le bâtiment, sous la forme de panneaux ou de rouleaux pour le sol, les murs et dans le combles. Elles peuvent être associées à de la laine de mouton et des fibres thermo-fusibles (polyester). Là encore, le matériau d'origine animale doit être traité contre les insectes et les champignons.
Perméables à la vapeur mais résistantes à l'humidité, les plumes sont capables de retenir de grandes quantités d'eau et participent donc à la régulation hygrométrique. Et les performances thermiques sont élevées (0,03 W/m.K).
La plume de canard rembourre les murs
Les herbes de prairie poussent dans les murs
Graminées © L. Maertens - Wikimedia
Une société suisse propose des panneaux d'isolant naturel composé... de graminées. Ramassée avant floraison, la matière première est défibrée, séparée puis additionnée de liant polyester (de 7 à 12 %) ou fibres naturelles issues de l'amidon (acide polylactique). Les substances digestibles sont utilisées pour la production de biogaz ou comme nourriture animale protéinée. Les minéraux quant à eux sont recyclés sur les surfaces de production agricoles pour la croissance des récoltes suivantes. Le procédé est donc très complet, mais peu coûteux en énergie grise, et le produit final obtenu présente de bonnes caractéristiques : le lambda est de 0,035-0,039 W/m.K.
Le produit "Gramitherm" est traité contre le feu et les champignons.
Les herbes de prairie poussent dans les murs
Les champignons sont aussi bons en isolation
Greensulate © Ecovative Design
Le "Greensulate" est une innovation venue d'outre-Atlantique :
champignons et déchets organiques s'assemblent de façon à composer un panneau isolant rigide entièrement naturel,
Les sous-produits agricoles issus de la culture du coton ou du maïs sont confiés aux champignons qui les transforment. Le procédé de production ne requiert donc pas de transformation chimique ou industrielle, mais simplement du temps (quelques jours) et une cave obscure. Confiné dans un moule, le champignon filamenteux se charge de tout, digérant et agglomérant les résidus pour former des blocs d'isolants compacts.
Léger (34 kg/m²), l'isolant serait ininflammable, peu cher à produire (moins que le polystyrène), n'émettrait aucun COV ni allergène, et serait totalement recyclable en compost.
Les champignons sont aussi bons en isolation
Les matériaux recyclés, textile ou papier
Deux familles de matières premières peuvent être recyclées pour être utilisées dans la construction : les fibres textiles d'une part, et
le papier pour produire de la ouate de cellulose, d'autre part. D'après Nomadéis, les capacités françaises de production de laines isolantes dépasseraient les 5.000 tonnes par an, permettant d'isoler plus de 1,25 million de m² de murs.
Les fibres textiles recyclées peuvent être utilisées en vrac pour l'isolation thermique par soufflage (combles). De même, la ouate de cellulose peut assurer l'isolation de combles non aménagées et de combles perdus, mais également de parois verticales par insufflation ou projection humide, ainsi que les planchers et rampants de toiture. D'autre part, des panneaux à base de fibres recyclées sont également employés en isolation, incorporant du liant polyester à hauteur de 15 %. Les fibres textiles doivent être traitées contre les développements fongiques et contre le feu. Les panneaux semi-rigides à base de ouate sont utilisés pour l'isolation thermo-acoustique des toitures, entre chevrons, et pour l'isolation acoustique des cloisons séparatives.
Les matériaux recyclés, textile ou papier
La tige de tournesol : isolante et robuste
Tournesols © B. Fritz - Agricultural Research Service
Le projet Demether de l'Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture a mis en évidence les atouts de
la tige de tournesol pour développer des biomatériaux d'isolation.
L'isolant obtenu offre divers avantages en termes de performances thermiques et de résistance mécanique. Même s'il est encore tôt pour avancer des données sur le coût, la durée de vie ou la facilité d'emploi de ce biomatériau, l'Irstea estime qu'il serait d'ores et déjà compétitif grâce à son bon compromis entre résistance et isolation. Il présente un coefficient de diffusion thermique de 0,06 W/m/K, ce qui est en-deçà de la valeur maximale fixée par la RT2012 (0,065 W/m/K). Les scientifiques sont confiants et ont déjà transmis leur découverte à diverses industries.
La tige de tournesol : isolante et robuste
Le carton : une isolation à 85% recyclée
Le carton : une isolation à 85% recyclée - Isolant ouate de carton © Novidem
Les isolants à base de ouate de cellulose sont déjà connus, mais ils proviennent en général de papiers recyclés. La société bourguignonne Idem (pour Innovation Développement Eco-Matériaux), une filiale du groupe ID'EES spécialisé dans l'insertion par l'activité économique dans le domaine du bâtiment, des espaces verts ou du transport, a développé une solution novatrice :
utiliser du carton recyclé, sélectionné et trié. Pourquoi ? Parce que le carton est moins cher à transformer que le papier. Marron et composé de fibres longues, il n'a pas subi de traitements chimiques agressifs pour le blanchir. Et il est plus rarement recouvert d'encre d'imprimerie que le papier. C'est un produit bio-sourcé, issu de l'économie circulaire et le carton provient à 85 % du recyclage.
Le carton : une isolation à 85% recyclée
De petits zestes d'agrumes pour une grosse résistance mécanique
Agrumes © Scott Bauer, USDA - Wikimedia CC
La pectine est un polymère provenant notamment des zestes d'oranges et de citrons est un agent gélifiant, couramment utilisé dans l'industrie agro-alimentaire. En appliquant à ce polymère biosourcé les méthodes de production des aérogels, les scientifiques ont produit l'aéropectine, qui présente d'excellentes qualités d'isolation mais surtout de bonnes caractéristiques de résistance mécanique. En ligne de mire : l'utilisation de déchets de l'industrie agro-alimentaire pour produire un isolant utilisable dans le bâtiment. Le matériaux, lui, est biosourcé, biocompatible, biodégradable et n'implique pas d'éléments toxiques.
Le matériau présente encore un gros inconvénient : il est très hydrophile et absorbe l'humidité de l'air... Les scientifiques travaillent sur son hydrophobisation. Les chercheurs s'intéressent également à d'autres polymères biosourcés, à base d'amidon ou d'algues, qui présentent également de bons résultats.
De petits zestes d'agrumes pour une grosse résistance mécanique
Aérogel d'Amidon, un super-isolant
Rasbak - Wikimedia CC © Rasbak - Wikimedia CC
Les aérogels sont des matériaux qui offrent de grandes perspectives en termes d'isolation : il s'agit en fait de gels dans lesquels le liquide est remplacé par de l'air, ce qui débouche sur un matériau extrêmement léger aux propriétés thermiques remarquables et classé parmi les super-isolants. Cependant, l'aérogel de silice présente un gros inconvénient : il est extrêmement fragile. D'où l'idée de recourir à des bio-aérogels fabriqués à partir de polymères naturels, comme la cellulose, la pectine ou l'amidon.
Des travaux ont été réalisés sur
les amidons de pois et de maïs. L'aérogel d'amidon est différent de celui de pectine. Mais c'est aussi un super-isolant thermique, qui présente le même problème : il est très hygroscopique. Même si moins sensible, il prend l'humidité. Il est moins fragile que l'aérogel de silice et son isolation thermique est légèrement plus faible. Le coefficient de conductivité thermique se situerait aux alentours de 0,022 W/(m.K), là où celui de l'air est de 0,025. La laine de roche et le polystyrène sont bien moins performants, évoluant vers les 0,035 W/(m.K).
Aérogel d'Amidon, un super-isolant
