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.
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.

1. 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.

2. 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.

3. 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 :

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.

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.

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 au Crédit d’impôt, 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.). 

4. Les modes de transferts de chaleur 

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

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
Par ordre alphabétique. Source AFNOR
Matériau	Energie grise *		Effet serre **		Densité kg/m3	Conductivité thermique	Chaleur spécifique kj/kg.k	Résistance ***	Capillarité
	Valeurs de référence
Béton caverneux	255				1700	0,150	1000	80
Béton cellulaire 400 kg/m3 (thermopierre, Ytong, Siporex)	400		12		400	0,145	1000	8
Béton plein	430				2150	1,650	1000	105
Béton chaux - chanvre 270 kg/m3 (toiture)	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 de terre (comprimée 20-40 bar - Stabilisation : 8% de ciment)	780				1950	0,870	850	8
Briquettes terre cuite de 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

  * 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
Par ordre alphabétique. Source AFNOR
Matériau	Energie grise*	Effet serre**		Densité kg/m3	Conductivité thermique	Chaleur spécifique kj/kg.k	Résistance ***	Capillarité
	Valeurs de référence
Gypse renforcé de fibres de cellulose (type Fermacell)	1665			1125	0,360	1265	11
Granites et roches associées	0			2600	2,800	1000	10000
Laine de chanvre, lin, coton	48			40	0,060	1600	1
Laine de mouton	56			35	0,060	1600	1
Laine de roche 20 kg/m3 (rouleaux)	123			20	0,050	1030	1
Laine de roche 70 kg/m3	432			70	0,042	1030	1
Laine de roche 110 kg/m3	697			113	0,044	1030	1
Laine de roche 140 kg/m3	851			138	0,046	1030	1
Laine de roche 160 kg/m3	1006			163	0,047	1030	1
Laine de roche en vrac	216			35	0,065	1030	1
Laine de verre 18 kg/m3 (rouleaux)	242			18	0,044	1030	1
Laine de verre 35 kg/m3	470			35	0,039	1030	1
Laine de verre 60 kg/m3	806			60	0,038	1030	1
Laine de verre 100 kg/m3	1344			100	0,039	1030	1
Liège vrac	35	-22			0,040	1700	1
Liège expansé Panneau 110 kg/m3	45	-27		110	0,037	2000	5
Liège expansé Panneau 150 kg/m3	45	-27		150	0,042	2000	5

 * 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
Par ordre alphabétique. Source AFNOR
Matériau	Energie grise utilisée kWh/m3		Effet de serre kg CO2/UF		Densité kg/m3	Conductivité thermique	Chaleur spécifique kj/kg.k	Résistance diffusion d'eau SD m	Capillarité
	Valeurs de référence
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 (panneau) 50 kg/m3	58				50	0,039	2100	5
Laine de bois (panneau) 150 kg/m3	161				140	0,042	2100	5
Laine de bois (panneau) 200 kg/m3	219				190	0,050	2100	5
Meulière
Ouate de cellulose soufflée	50		-10		23	0,042	1900	1
Ouate de cellulose en panneaux	152		-5		70	0,042	1900	3
Ouate de cellulose injectée	98		-10		45	0,042	1900	1
Panneau d'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
Papier-peint en vinyl	0				829	99,999	2300	11970

 *Panneau OSB 3 sans formaldéhyde ajouté

Comparatif de matériaux de construction et d'isolation avec leurs différentes caractéristiques
Par ordre alphabétique. Source AFNOR
Matériau	Energie grise utilisée kWh/m3	Effet de serre kg CO2/UF		Densité kg/m3	Conductivité thermique	Chaleur spécifique kj/kg.k	Résistance diffusion d'eau SD m	Capillarité
	Valeurs de référence
Perlite en vrac	329			70	0,060	900	2
Perlite expansée 200 kg/m3 (plaques)	940			200	0,060	900	20
Pierre ferme et demi-ferme	0			1895	1,400	1000	45
Pierre très tendre	16			1560	0,850	1000	25
Pisé (2000 kg/m3)	100			2000	1,20	800	10
Ponces naturelles	16			400	0,120	1000	7
Plâtre (plaque) BA 13	1452			825	0,250	1008	7
Plâtre (plaque) BA 10	1452			825	0,250	1008	7
Plâtre (carreau de plâtre)	1311			825	0,320	1000	7
Plâtre courant (enduit intérieur)	552			1150	0,570	1000	8
Polystyrène expansé PSE Panneau 10 kg/m3	450	10		10	0,032	1450	20
Polystyrène expansé PSE Panneau 30 kg/m3	450	10		30	0,038	1450	100
Polystyrène extrudé (Plaques expansées aux HCFC)	795	520		25	0,029	1450	80
Polystyrène extrudé (Plaques expansées aux HCFC)	795	520		45	0,035	1450	200
Schistes, ardoises	795			2400	2,200	1000	900
Verre cellulaire 160 kg/m3 (plaques)	1200			160	0,057	1000	1500000

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