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Quels matériaux isolants thermiques écologiques choisir

Date de création :
Date de mise à jour : 10/01/2021
Temps de lecture : 7 minutes

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

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.

Isolation-thermique-fibre-de-bois-grenier-étage-maison.jpg

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 :

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.). 

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 
Par ordre alphabétique. Source AFNOR
Matériau Energie grise * Densité kg/m3 Conductivité thermique Chaleur spécifique kj/kg.k Résistance ***
  Valeurs de référence
Lame d'air ventilée 0 1 0,192 1000 1
Lame d'air 5 mm 0 1 0,047 1000 1
Lame d'air 10 mm 0 1 0,071 1000 1
Lame d'air 20 mm 0 1 0,130 1000 1
Lame d'air 25 mm 0 1 0,155 1000 1
Lame d'air 30 mm 0 1 0,180 1000 1
Lame d'air 40 mm 0 1 0,230 1000 1
Lame d'air 50 mm 0 1 0,280 1000 1
Parpaing béton 275 1100 0,952 1000 10
Brique joint mince (1) 650 650 0,270 1000 13
Brique standard 20 cm 696 650 0,390 1000 13
Brique type Monomur type 3B Bellenberg 600 600 0,120 1000 13
Brique Monomur type Biomur 740 740 740 0,120 1000 13
Brique Monomur type Gélis 774 850 0,139 1000 13
Bloc pierre ponce type Cogebloc 161 700 0,133 1000 15

(1) type EcoBric, Optibric, Murbric R20, Calibric

 * 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 
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     Mauvais 1700 0,150 1000 80  
Béton cellulaire 400 kg/m3 (thermopierre, Ytong, Siporex) 400  Moyen Portail habitat Picbleu 12  Mauvais 400 0,145 1000 8 bon Portail habitat Picbleu
Béton plein 430       2150 1,650 1000 105  
Béton chaux - chanvre 270 kg/m3 (toiture) 54       270 0,130 680 6 bon Portail habitat Picbleu
Béton chaux - chanvre 450 kg/m3 90       450 0,180 680 8 bon Portail habitat Picbleu
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   bon Portail habitat Picbleu 1125 0,360 1265 11  
Granites et roches associées 0   bon Portail habitat Picbleu 2600 2,800 1000 10000  
Laine de chanvre, lin, coton 48   bon Portail habitat Picbleu 40 0,060 1600 1  
Laine de mouton 56   bon Portail habitat Picbleu 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   Mauvais 18 0,044 1030 1 Mauvais
Laine de verre 35 kg/m3 470   Mauvais 35 0,039 1030 1 Mauvais
Laine de verre 60 kg/m3 806   Mauvais 60 0,038 1030 1 Mauvais
Laine de verre 100 kg/m3 1344   Mauvais 100 0,039 1030 1 Mauvais
Liège vrac 35 -22  bon Portail habitat Picbleu   0,040 1700 1 Moyen Portail habitat Picbleu
Liège expansé Panneau 110 kg/m3 45 -27  bon Portail habitat Picbleu 110 0,037 2000 5 Mauvais
Liège expansé Panneau 150 kg/m3 45 -27  bon Portail habitat Picbleu 150 0,042 2000 5 Mauvais

 * 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  bon Portail habitat Picbleu -27  bon Portail habitat Picbleu 83 0,050 1332 1 Moyen Portail habitat Picbleu
Paille (bottes sur chant) 5  bon Portail habitat Picbleu -27  bon Portail habitat Picbleu 83 0,045 1332 1 Moyen Portail habitat Picbleu
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  bon Portail habitat Picbleu -10  bon Portail habitat Picbleu 23 0,042 1900 1 bon Portail habitat Picbleu
Ouate de cellulose en panneaux 152  Moyen Portail habitat Picbleu -5  bon Portail habitat Picbleu 70 0,042 1900 3 bon Portail habitat Picbleu
Ouate de cellulose injectée 98  bon Portail habitat Picbleu -10  bon Portail habitat Picbleu 45 0,042 1900 1 bon Portail habitat Picbleu
Panneau d'aggloméré OSB 3* 2359 bon Portail habitat Picbleu   bon Portail habitat Picbleu 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 Mauvais

 *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  Mauvais 10 0,032 1450 20 Mauvais
Polystyrène expansé PSE Panneau 30 kg/m3 450 10  Mauvais 30 0,038 1450 100 Mauvais
Polystyrène extrudé (Plaques expansées aux HCFC) 795 520  Mauvais 25 0,029 1450 80 Mauvais
Polystyrène extrudé (Plaques expansées aux HCFC) 795 520  Mauvais 45 0,035 1450 200 Mauvais
Schistes, ardoises 795     2400 2,200 1000 900  
Verre cellulaire 160 kg/m3 (plaques) 1200     160 0,057 1000 1500000  

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