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Les matériaux isolants thermiques

La liste des matériaux isolants thermiques

Afin d’optimiser votre isolation et de garantir un résultat d’économies d’énergie, il est nécessaire de choisir les bons matériaux isolants.

Comment fonctionnent les matériaux isolants ?

Un isolant thermique est un matériau ayant une faible conductivité thermique ; c’est-à-dire qu’il freine les échanges de chaleur entre l’intérieur et l’extérieur. Les principes physiques qui régissent les matériaux isolants sont la résistance thermique, la réflexion de chaleur et l’entrave de convection :

  • On parle de résistance thermique pour désigner la capacité des matériaux isolants à résister à la transmission de chaleur.
  • La réflexion de chaleur désigne le renvoi de rayonnement infrarouge par le biais d’une couche réfléchissante sur les matériaux isolants.
  • Bloquer la convection, c’est limiter les mouvements d’air afin d’éviter que le bâtiment ne se refroidisse.

Plus la résistance thermique est élevée, plus le matériau correspondant est isolant. Concrètement, les matériaux isolants piègent l’air et le rendent immobile. Cet air emprisonné est à l’origine de la résistance thermique.

La qualité d’isolation d’un matériau est définie par les caractéristiques suivantes :

  • La conductivité thermique du matériau, qui correspond à sa capacité d’isolation
  • La densité de l’isolant
  • Sa perméabilité à la vapeur d’eau

Quels sont les différents matériaux isolants ?

Les matériaux isolants utilisés dans vos travaux d’isolation thermique peuvent prendre la forme de panneaux classiques en matière végétale, animale ou synthétique, de panneaux isolants sous vide (PIV), d’aérogels, de flocons ou de granulés soufflés, d’isolants minces et réfléchissants… En pratique, les formes d’isolant se déclinent même en peinture ou en crépis. Découvrez les différentes ressources utilisées pour les fabriquer !

Les matériaux isolants d’origine minérale : laine minérale et matériaux naturels

Laine de verre

La laine de verre est l’un des matériaux isolants les plus répandus. De consistance laineuse, elle est obtenue à partir de sable et de verre recyclé. Accessible en termes de prix, elle est aussi non combustible et possède une capacité d’isolation importante, jusqu’à 0,046 W/m.K (watt par mètre-kelvin). La laine de verre s’adapte parfaitement aux travaux d’isolation des combles perdus, de murs intérieurs et extérieurs, et de toitures.

Laine de roche

La laine de roche est obtenue par fusion de basalte (roche volcanique) au sein d’un « cubilot », four chauffé au coke (combustible dérivé du charbon). La température de chauffe s’élève à 1 460°C, produisant une lave de basalte. Cette lave de basalte peut ensuite être soufflée, centrifugée ou extrudée. Très bon matériau isolant, la laine de roche fait front face au froid et au bruit ! Son prix est par ailleurs l’un des moins élevés du marché, et elle se montre moins irritante que la laine de verre.

Verre cellulaire

Le verre cellulaire est conçu sur la base de sable ou de verre recyclé. Généralement présenté sous la forme de panneaux ou de bloc, il présente les avantages suivants :

  • Il n’absorbe pas l’humidité et ne subit donc aucun phénomène de dilatation
  • C’est l’un des meilleurs matériaux isolants en environnement humide
  • Résiste à la vermine, à la combustion et à la vapeur
  • Ecologique, il dispose également d’une longue durée de vie (pouvoir isolant pendant plus de 50 ans !)

Perlite

La perlite est un isolant écologique fabriqué à partir de roches volcaniques broyées et expansées thermiquement à plus de 1000°C : en s’évaporant l’eau fait gonfler les fines particules de roche qui emmagasinent de l’air. En apparence, la perlite broyée ressemble à du sable. Ses avantages :

  • L’air immobilisé dans les grains de la perlite expansée lui donne des propriétés thermiques
  • Sa masse volumique est faible
  • Elle est incombustible, et son pouvoir calorifique est nul
  • Produit naturel et totalement neutre. Elle ne pique pas et n’irrite pas
  • Elle ne contient aucun produit organique et ne dégage pas de gaz toxiques ni de fumées sous l’effet de la chaleur
  • Elle est stable dans le temps
  • Elle n’attire ni les insectes, ni les rongeurs

Terre crue

La terre, matière première naturelle, est utilisée par l’homme dans la construction depuis des milliers d’années. Sa transformation en matériau pour l’habitat ne nécessitant que peu d’énergie et sa disponibilité étant quasi immédiate, son succès est encore aujourd’hui incontestable. Voici une liste des différents types de construction en terre crue :

  • Le pisé : mur de terre argileuse massif, constitué de 30% d’argile et 70% de sable, capable de supporter des allant jusqu’à 55 bars.
  • La bauge : mur porteur, façonné en déposant de la terre crue mêlée à de la paille afin d’améliorer sa cohésion et sa résistance
  • Le torchis : mélange de terre-paille ou de terre-chanvre qui forme une pâte, montée entre les éléments d’une structure en bois ou en brique. Idéal pour les maisons à colombage
  • La brique de terre compressée : béton de terre composé de graviers, de sable et d’éléments fins, capable de supporter jusqu’à 268 bars de charge si la brique est mélangée à du ciment.
  • La brique d’adobe : mélange d’argile, d’eau et de débris végétaux, elle permet de mettre en œuvre un mur très simplement et possède des qualités d’inertie thermique et d’assainissement.
  • Les sacs de terre : mélange de matériaux divers (argile, sable, béton..), ils permettent d’obtenir une structure porteuse lorsqu’ils sont fixés entre eux par du fil barbelé.

Ses avantages :

  • La terre crue apporte du confort, un sentiment de sécurité et une sensation de bien-être (solidité du bâtiment).
  • Les constructions en terre crue se retrouvent dans différentes régions de France. L’épaisseur des murs maintient la fraîcheur l’été et accumule la chaleur l’hiver. Aujourd’hui certains artisans ont conservé et amélioré les techniques de mise en œuvre. La terre est le matériau écologique par excellence.
  • Utilise peu d’eau en phase de transformation
  • Ressource locale abondante et renouvelable
  • A des vertus thérapeutiques (soigne les affections de la peau, détruit les bactéries et les acariens)
  • N’utilise que 3% de l’énergie employée dans une construction en béton
  • Matériau sain (absorbe les odeurs, ne provoque pas d’allergies, protège contre les ondes électromagnétiques…)
  • Matériau de rénovation et de restauration évitant les problèmes de condensation et d’accumulation d’humidité du mur. De plus, se répare facilement et est compatible avec des matériaux anciens
  • Simple d’utilisation, d’entretien et de nettoyage
  • Respectueux de l’environnement par son coût énergétique faible, sa capacité à créer de la chaleur (absorbe les rayonnements du soleil et les restitue en chaleur) et sa réutilisation dans le temps sans créer de déchet.

Chaux naturelle

La chaux est un matériau naturel connu depuis la plus haute antiquité. Elle est produite par la cuisson de calcaire plus ou moins pur dans des fours entre 950° et 1.100°C. En sortie de four, la chaux est vive et doit être éteinte par hydratation. La chaux est un liant qui, mélangé avec de l’eau et éventuellement d’autres produits naturels permet de réaliser des mortiers, des enduits, des badigeons pouvant être appliqués sur tout type de bâti, même contemporain.Il existe trois types de chaux :

  • La chaux aérienne (ou grasse) qui fait sa prise à l’air par carbonatation (lien glossaire)
  • La chaux hydraulique naturelle (ou maigre) qui fait sa prise l’eau puis l’air et qui est obtenue par calcination du calcaire
  • La chaux hydraulique artificielle : il s’agit de tous les ciments, peu utilisables en bio-construction

La chaux est considérée comme le liant idéal pour la composition des mortiers, des bétons ou encore des agglomérés et est principalement utilisée en agriculture et dans le bâtiment. Elle présente toutefois de nombreux avantages :

  • Laisse respirer les murs
  • Qualités antiseptiques (nos ancêtres l’utilisaient pour badigeonner les étables)
  • Permet d’éviter les moisissures dans les endroits humides
  • Petit plus : elle permet d’obtenir d’excellentes caractéristiques esthétiques grâce aux techniques modernes

Les matériaux d’isolation thermique en laine végétale

Liège

Le matériau isolant liège est fait à partir de l’écorce de chêne liège. Solution bisourcée, le liège présente un certain nombre d’avantages, à commencer par son très bon pouvoir isolant, tant sur le plan thermique que phonique. Son origine naturelle en fait une option écologique, qui résiste à la fois à l’humidité et au feu. Sous forme agglomérée, il présent une très bonne durée de vie, et résiste aux parasites.

Laine de bois

La laine de bois est faite à partir de copeaux de bois agglomérés, il s’agit donc d’un des matériaux isolants de type « hygroscopique ». Les résidus de bois (mélèze, pin, sapin, épicéa…) sont déchiquetés, mis sous l’action d’une vapeur d’eau sous pression. Après cet étuvage, les résidus de  bois sont défibrés, mélangés à l’eau pour faciliter le processus de pressage, puis passent en découpe afin de constituer des panneaux.

Concrètement, les copeaux sont joints avec de l’eau, avant de se faire sécher pour prendre la forme de plaques. Les plaques ainsi conçues sont coupées afin de constituer des panneaux faciles à poser dans le cadre de travaux de rénovation. Parmi les avantages de la laine de bois :

  • Une conductivité thermique faible
  • Une protection acoustique importante, notamment contre les bruits aériens et les bruits d’impact
  • Il s’agit d’une matière naturelle, donc respectueuse de l’environnement

Fibre de bois

Les isolants en fibre de bois sont, tout comme la laine de bois, issus de l’exploitation forestière durable (bois non traité, sans ajout de produits supplémentaires) et des déchets de scieries. Leur processus de fabrication est le même, à ceci près que les fibres ne sont sujettes à aucun processus de découpe de pressage. Cela ne concerne en effet que la fabrication de panneau, alors que la fibre de bois se vend en vrac.

Laine de chanvre

On fabrique la laine de chanvre à partir des fibres de la plante éponyme. Une fois ces fibres extraites, un liant synthétique y est ajouté. Les isolants en laine de chanvre peuvent se présenter sous la forme de panneaux ou de rouleaux. Parmi ses avantages, on peut citer :

  • Une bonne isolation thermique et acoustique, d’un niveau similaire aux laines minérales
  • Aucun danger de santé au cours de la fabrication ou de la pose
  • Bonne résistance au feu et à l’écrasement

Laine de lin

La laine de lin s’obtient à partir des fibres de l’industrie textile non utilisées. Ces fibres passent par un traitement pesticide et fongicide pour éviter le développement des moisissures notamment.

Ouate de cellulose

On fabrique la ouate de cellulose en mélangeant essentiellement des fibres de cellulose ne provenance du bois ou de papier récupéré avec de l’eau. L’objectif est d’obtenir une pâte diluée qui est ensuite appliquée sur une toile large. Les avantages de la ouate de cellulose en comparaison des autres matériaux isolants :

  • Un excellent rapport qualité-prix, sans doute le meilleur du marché
  • Bonne résistance au tassement et à l’écrasement
  • Une longévité plus importante que les matériaux isolants minéraux
  • Un déphasage thermique cinq fois plus élevé que les matériaux isolants minéraux : en d’autres termes, l’isolation contre la chaleur en été est très bonne, préservant notamment la fraîcheur de nuit en cas de canicule

Les matériaux pour isolant thermique d’origine animale

Laine de mouton

Le mouton vit dans les conditions climatiques les plus diverses. La laine qui le recouvre est une protection naturelle contre le froid et le chaud. La laine est donc la seule fibre isolante qui « pousse ». Ces propriétés en font l’un des matériaux d’isolation les plus performants :

  • Son coefficient de conductivité thermique est exceptionnel (lambda=0,032 environ)
  • Elle est ininflammable
  • Elle peut absorber jusqu’à 30% de son poids d’eau sans paraître mouillée et retrouve tout son gonflant une fois sèche
  • Elle est légère (densité 20Kg/m²), facile à poser et peut se compresser
  • Elle n’est pas attaquée par les rongeurs
  • Un matériau sain et non irritant : pas de risque pour votre santé, aucune précaution de sécurité pour sa mise en œuvre contrairement à la plupart des isolants du marché
  • Une durée de vie quasi illimitée : c’est une fibre animale vivante ! Elle ne se détériore pas, revient à son état initial après écrasement grâce à sa texture bouclée (contrairement aux
  • Fibres minérales qui se tassent et se cassent dans le temps, altérant ainsi leurs propriétés isolantes)
  • Un pouvoir d’hydro-régulateur : elle est capable d’absorber jusqu’à 30% de son poids en eau et de retrouver son épaisseur initiale une fois sèche
  • Une bonne résistance thermique : sa résistance est égale, voire meilleure que certaines laines minérales en vrac pour une densité de 15kg/m3
  • 100% laine de mouton = 100% recyclable : aucune autre fibre synthétique ou autre n’a été ajoutée
  • Une revalorisation de notre patrimoine et d’un produit en perte de vitesse pour les éleveurs.

Plume de canard

Les capacités isolantes de la plume sont connues depuis fort longtemps. De même qu’elles garnissent les couettes et anoraks, les plumes de canard peuvent prendre place sous votre toit. Dans un souci de respect de l’environnement, la plume de canard utilisée est lavée au savon.

L’isolant fabriqué à partir de plumes de canard est un moyen original pour assurer l’isolation de vos combles, aménagés ou non, et des murs de votre habitation. Il pourrait constituer une alternative intéressante par rapport aux techniques et produits d’isolation traditionnellement utilisés, en particulier les laines minérales.

Les plumes stockent l’air et la vapeur d’eau, tout en restant imperméables. Elles peuvent alors absorber jusqu’à plus de 100% de leur poids en eau, tout en conservant leur volume et leur pouvoir isolant, sans se tasser. Faciles à poser, elles se compressent aisément. Ses avantages :

  • Traitées à 150°C, les plumes utilisées sont débarrassées de toutes matières allergènes et répondent aux normes textiles européennes
  • Conservation de son volume et de ses performances dans le temps
  • Procure une sensation de bien-être en été, ainsi qu’un confort acoustique et permet de réaliser des économies en hiver ; idéal pour les maisons en ossature. De plus, elle maintient ses performances par temps humide
  • Performances techniques prouvée via l’avis technique du CSTB

Les isolants synthétiques

Polystyrène expansé et polystyrène extrudé

On obtient le polystyrène extrudé en transformant le monomère de styrène en billes de polystyrène expansible. Cette transformation s’opère via l’association du monomère à un agent d’expansion et à de l’eau.

La différence principale avec le polystyrène expansé réside dans la densité du matériau isolant. Le polystyrène extrudé se montre plus dense que le polystyrène expansé.

Mousse polyuréthane

Les avantages de l’isolation thermique par projection de mousse polyuréthane sont les suivants :

  • Une bonne conductivité thermique
  • Une très bonne étanchéité à l’air
  • Une bonne longévité et un bon rapport qualité-prix
  • Une mise en œuvre plus simple et plus rapide que d’autres matériaux isolants

Les isolants minces ou matériaux isolants thermo-réflecteurs

Les isolants minces se composent de plusieurs couches de matériaux isolants qui sont soit cousus entre eux, soit collés ou soudés. Ces couches sont placées entre deux feuilles d’aluminium, d’où leur caractère réfléchissant. Les avantages des matériaux isolants que sont les isolants minces :

  • Gain de place
  • Facilité d’installation
  • Efficacité thermique en période estivale
  • Résistance au feu, aux nuisibles ou à l’humidité
  • Sans danger pour la santé

Comment choisir ses matériaux isolants ?

Pour choisir ses matériaux isolants, il est important de connaître sa résistance thermique R (aptitude d’un matériau à ralentir la propagation de l’énergie qui le traverse). Plus le R est important plus le produit est isolant. Cette information figure obligatoirement sur les matériaux isolants.

Ce tableau reprend les grandes familles d’isolants et leurs performances :

Matériaux isolants

(*, **) Uw, Ug : coefficient de transmission surfacique .
La performance thermique d’une paroi vitrée dépend de la nature de la menuiserie, des performances du vitrage et de la qualité de la mise en œuvre de la fenêtre.

Questions fréquentes au sujet des matériaux isolants

Laine de bois ou laine de verre ?

On préférera la laine de bois si l’on souhaite bénéficier d’un bon confort thermique en été, mais on choisira la laine de verre si l’on est à la recherche du meilleur rapport qualité-prix !

Quel est le meilleur matériau isolant ?

On considère généralement que parmi les différents matériaux isolants, le liège et la ouate de cellulose ont le meilleur rapport qualité-prix.

Quels sont les isolants les plus utilisés ?

L’un des matériaux isolants les plus utilisés en France est la laine de verre, puisqu’elle est utilisée par plus des trois quarts des ménages français.

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