Quels matériaux isolants thermiques écologiques choisir ?

Découvrez les caractéristiques des matériaux d'isolation naturelle et écologique comparés à des substances issues de la pétrochimie ou de l'industrie. Le classement et les critères les plus importants pour les meilleurs isolants pour le toit, les murs ou le grenier.

1. Les caractéristiques des matériaux
2. Eléments techniques de classement
3. Les critères importants des isolants
4. Les modes de transferts de chaleur

Privilégier les matériaux sains

Il est possible d'utiliser des matériaux isolants contenant peu ou pas de substances polluantes pour l'isolation extérieure à enduire, pour un plancher prêt à clouer, pour des combles perdus, pour un écran de sous-toiture, etc. 

Les caractéristiques des matériaux 

Les matériaux utilisés pour la construction et l'isolation sont comparés par rapport à leurs caractéristiques suivantes :

•  Énergie grise (utilisée) (kWh/m3).
•  Effet de serre (kgCO2/UF).
•  Densité (kg/m3).
•  Conductivité thermique λ (W/m.K).
•  Chaleur spécifique (kJ/kg.K).
•  Résistance à la diffusion vapeur d'eau Sd (m).
•  Capillarité.
  
  

Dans la rénovation globale, une ancienne longère demandera un autre traitement qu'une maison construite dans les années 90.

Eléments techniques de classement 

Il existe d'autres éléments techniques permettant d'établir un classement :

•  Capacité thermique (en J/K).
•  Chaleur spécifique ou Capacité thermique massique (en J·kg-1·K-1).
•  Masse volumique (en kg/m³).
•  Coefficient de transfert thermique.
•  Effusivité thermique (en J⋅K-1⋅m-2⋅s-1/2).
•  Comportement en cas d'incendie (les isolants biosourcés seront idéalement associés à des pare-feu ou frein-vapeur efficaces (Fermacell ou plâtre).
•  Classe de matériau.
•  Facteur de diffusion de la vapeur d'eau.
•  Capacité hygroscopique.
•  Résistance aux chocs, aux vibrations.
  
  

Les critères importants des isolants 

Les 4 critères importants du classement des isolants sont :

1- La résistance thermique R en m²K/W (Plus la résistance thermique (notée R) est élevée, meilleures sont les performances thermiques).
2- La conductivité thermique ou lambda en W/(m.K). Plus la valeur lambda λ (la facilité d'un matériau à laisser passer la chaleur) est faible et plus le matériau est isolant.
3- La réaction au feu (classement Euroclasses de A1 à F).
4- Le coefficient de résistance à la diffusion de vapeur d'eau.

La valeur sd 

Les lettres sd désignent le facteur de diffusion de la vapeur d'eau ou le coefficient de résistance à la diffusion de vapeur d'eau. Ce coefficient de diffusion de la vapeur d'eau désigné par la lettre grecque µ (mu) détermine la perméabilité d'un matériau à la vapeur d'eau. Plus le coefficient µ est élevé et plus la résistance est grande. Une valeur sd inférieure à 10 correspond à une bonne diffusion de la vapeur d'eau.

La perméabilité

Les matériaux offrant le plus de perméabilité sont les produits dérivés du bois, la laine de bois, la laine végétale et animale, la terre cuite, la chaux, le plâtre, la ouate de cellulose, etc.

le prix

Un autre tableau intégrant de nombreux critères  et notamment le prix des isolants donne une idée du budget global.

Vous découvrirez que la ouate de cellulose en vrac offre un très bon bilan carbone et un prix intéressant la classant l'isolant le moins cher du marché pour les combles perdus (encore moins cher que les laines de verre et laines de roche). Il faut noter que le poste isolation (hors isolation extérieure ITE) est le poste le moins élevé et que paradoxalement, les usagers pensent d'abord à changer leur appareil de chauffage ou les huisseries avant de penser aux combles ou au toit. 

Pour pouvoir ouvrir droit à l'aide MaPrimeRénov’ les isolants fournis et posés par l’entreprise doivent justifier d’une performance au moins égale à la résistance thermique minimale exigée par type de paroi (combles, murs, toit, etc.). 

Les modes de transferts de chaleur 

Les modes de transferts de chaleur se font par conduction, ou par association des 3 phénomènes.

Comparatif de matériaux de construction et d'isolation

avec leurs différentes caractéristiques 

CT = Conductivité thermique
CS = Chaleur spécifique
R = Résistance
C = Capillarité

(1) type EcoBric, Optibric, Murbric R20, Calibric
(2) Brique type Monomur type 3B Bellenberg
(3) Brique Monomur type Biomur 740
(4)Brique Monomur type Gélis 
(5) Bloc pierre ponce type Cogebloc

 * Energie grise utilisée kWh/m3
** Résistance diffusion d'eau SD m

Sur le tableau ci-dessous, le comparatif montre les caractéristiques des matériaux isolants rapportés que l'on vient poser contre une paroi opaque (mur, plancher, toit, etc.) ainsi que les matériaux isolants de base qui servent de structure porteuse et d'isolant (brique monomur, béton cellulaire, etc.). Il n'existe pas de matériau idéal, car chaque région possède des spécificités dues au climat, aux méthodes constructives (toitures plates pour le sud, en ardoise pour la montagne, etc.), aux styles de maisons (traditionnelles en parpaing, en briques, en ossature bois, etc.).

Comparatif de matériaux de construction et d'isolation

avec leurs différentes caractéristiques 

CT = Conductivité thermique
CS = Chaleur spécifique
R = Résistance
C = Capillarité
B = bilan

Par ordre alphabétique. Source AFNOR Valeurs de référence
Matériau	Energie	Densité	CT	CS	R	B
	grise *	kg/m3		kj/kg.k	***
Béton caverneux **	255	1700	0,150	1000	80
Béton cellulaire 400 kg/m3 (1)	400	400	0,145	1000	8
Béton plein	430	2150	1,650	1000	105
Béton chaux chanvre 270 kg/m3 (a)	54	270	0,130	680	6
Béton chaux chanvre 450 kg/m3	90	450	0,180	680	8
Béton terre - paille 600 kg/m3	18	600	0,170	1249	3
Briques pleines (cuites)	1443	1850	1,000	1000	10
Brique terre comprimée (2)	780	1950	0,870	850	8
Briquettes terre cuite parement	500	1850	0,833	1000	10
Bois léger brut séché air sapin épicéa	329	540	0,140	329	35
Bois léger raboté étuvé sapin épicéa	610	500	0,140	610	35
Bois lourd (hêtre, chêne)	560	800	0,200	2700	35
Bois massif (panneau 3 couches)	1636	540	0,700	2400	35
Enduit de chaux	1040	1600	0,700	850	7
Enduit - ciment	1235	1900	0,800	850	25
Enduit terre (adobe crue)	102	1450	0,635	850	10

(1)  thermopierre, Ytong, Siporex

(2) Stabilisation : 8% de ciment) Brique terre comprimée 20-40 bar

(a) toiture

* Energie grise utilisée kWh/m3
** kg CO2/UF
*** Résistance diffusion d'eau SD m

Comparatif de matériaux de construction et d'isolation

avec leurs différentes caractéristiques 

EG = énergie grise
CT = Conductivité thermique
CS = Chaleur spécifique
R = Résistance
C = Capillarité

Caractéristiques	EG	D	CT	CS	SD	R	Note
Matériaux		kg/m3		kj/kg.k
Gypse renforcé de fibres (1)	1665	1125	0.360	1265	1	11
Granites et roches associées	0	2600	2.800	1000	1	a
Laine de chanvre, lin, coton	48	40	0.060	1600	5	1
Laine de mouton	56	35	0.060	1600	5	1
Laine roche 20 kg/m3 rouleau	123	20	0.050	1030	5	1
Laine de roche 70 kg/m3	432	70	0.042	1030	1	1
Laine de roche 110 kg/m3	697	113	0.044	1030	3	1
Laine de roche 140 kg/m3	851	138	0.060	1030	1	1
Laine de roche 160 kg/m3	1006	163	0.050	1030	203	1
Laine de roche en vrac	216	35	0.042	1030	70	1
Laine verre 18 kg/m3 rouleau	242	18	0.044	1030	12	1
Laine de verre 35 kg/m3	470	35	0.039	1030	700	1
Laine de verre 60 kg/m3	806	60	0.038	1030	100	1
Laine de verre 100 kg/m3	1344	100	0.039	1030	80	1
Liège vrac	35	45	0.040	1450	200	1
Liège expansé (2)	45	2400	0,037	1000	900	5
Liège expansé (3)	45	160	0,042	1000	(4)	5

 a = Coefficient de résistance de 10000
(1) fibres de cellulose (type Fermacell)
(2) Liège expansé Panneau 110 kg/m3
(3) Liège expansé Panneau 150 kg/m3

* Energie grise utilisée kWh/m3
** kg CO2/UF
*** Résistance diffusion d'eau SD m

Comparatif de matériaux de construction et d'isolation

avec leurs différentes caractéristiques 

CT = Conductivité thermique
CS = Chaleur spécifique
R = Résistance
C = Capillarité
SD = Résistance diffusion d'eau SD m

Energie grise exprimée en kWh/m3
GES = Gaz à Effet de serre Kg/CO2/UF

Par ordre alphabétique. Source AFNOR

Caractéristiques	EG	GES	D	CT	CS	SD	C	Note
Matériaux			kg/m3
Paille bottes à plat 80 kg/m3	5	-27	83	0.050	1332	1
Paille (bottes sur chant)	5	-27	83	0.045	1332	1
Laine de bois (1)	58		50	0.039	2100	5
Laine de bois (2)	161		140	0.042	2100	5
Laine de bois (3)	219		190	0.050	2100	5
Ouate de cellulose soufflée	50	-10	23	0.042	1900	1
Ouate de cellulose panneaux	152	-5	70	0.042	1900	3
Ouate de cellulose injectée	98	-10	45	0.042	1900	1
Panneau aggloméré OSB 3*	2359		470	0.120	2500	203
Panneau particules aggloméré	2220		600	0.110	1500	70
Panneau MDF 1	2201		528	0.100	2000	12
Panneau contreplaqué	4000		500	0.100	1500	700
Polystyrène expansé PSE (1)	450	10	30	0.038	1450	100
Polystyrène extrudé (1)	795	520	25	0.029	1450	80
Polystyrène extrudé (2)	795	520	45	0.035	1450	200
Schistes, ardoises	795		2400	2.200	1000	900
Verre cellulaire 160 kg/m3 (4)	1200		160	0.057	1000	(4)

(1)Polystyrène expansé PSE Panneau 30 kg/m3
(2) Polystyrène extrudé (Plaques expansées aux HCFC)
(3) Polystyrène extrudé (Plaques expansées aux HCFC)
(4) Verre cellulaire 160 kg/m3 (plaques) 1500000

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